英特爾第四代酷睿處理器詳解：CPU功耗大降

導語：美國科技資訊網站Ars Technica周六刊文稱，過去幾個月，英特爾發布了許多第四代酷睿處理器“Haswell”的消息。我們已經知道了Haswell的CPU架構，以及全新GPU(圖形處理器單元)的優點，而現在希望了解的是關於品的更多細節信息。英特爾上周六正式發布了Haswell處理器的詳細信息。

以下為文章全文：

英特爾此次公佈的品以高端四核處理器為主，其中包括酷睿i7和酷睿i5品，分為12款案頭處理器和10款移動處理器。如果用戶關注U系列和Y系列低電壓處理器，即針對超極本的品，或酷睿i3、奔騰和賽揚系列品，那麼還需要等待更長時間。

我們將回顧Haswell處理器的CPU、GPU和晶片集改進，隨后將討論英特爾此次發布的CPU型號，以及將採用這些CPU的系統。這些信息全部來自英特爾，我們將在今年夏季晚些時候對Haswell處理器計算機的評測中對這些信息進行驗證。

CPU：性能小幅提升，功耗大幅下降

第四代酷睿處理器的最主要部分就是Haswell架構，這一新CPU架構將替代Ivy Bridge和Sandy Bridge架構。在英特爾的“Tick-Tock(嘀嗒)”升級策略中，Haswell是一次“Tock”，表明這是一款基於英特爾現有22納米3D三柵極製造工藝的全新架構。明年代號為“Broadwell”的升級將採用同樣的架構，但將轉向14納米的製造工藝。

與以往升級類似，Haswell比Ivy Bridge的性能更強大，而功耗相仿或較低。不過這一次，英特爾更多地注重降低功耗，將Haswell稱作“英特爾史上品換代中電池續航時間最大幅度的提升”。根據英特爾的數據，採用Haswell處理器的筆記本電池續航時間比採用Ivy Bridge處理器的筆記本最多長1/3。不過這樣的說法仍需要在實際品中驗證。

在這樣的情況下，許多硬件廠商可能會選擇維持當前的電池續航時間不變，同時縮小電池尺寸，從而使筆記本更輕薄。另一方面，硬件廠商也可能引入更耗能的功能，例如高清顯示屏。

Haswell的節能主要是由於，這是第一款針對22納米製造工藝設計的CPU架構，而此前Ivy Bridge架構針對上一代製造工藝，僅僅只是為了適應22納米工藝對架構進行了微調。Haswell其他方面的改進還包括空功耗，以及在空狀態和激活狀態切換過程中的功耗。英特爾引入了一種新的“激活空”功耗狀態，這也被英特爾稱作SOix。在這種狀態下，系統可以繼續收發數據，同時不必完全激活CPU和GPU。這意味系統在非“激活”狀態下能完成更多工作，減少了激活CPU所需的能耗。

不過，Haswell低功耗設計的一個副作用在於，英特爾需要針對不同類型的應用，例如工作站、伺服器、超極本、變形本和平板電腦，設計不同的處理器晶片。在某些情況下，這些處理器將與凌動處理器的應用發生重疊，這一問題已在採用Ivy Bridge處理器的Windows 8平板電腦中出現。隨凌動處理器越來越強大，這樣的品重疊還將在更大範圍內發生。

英特爾此前正在推動超極本和變形本採用Sandy Bridge和Ivy Bridge處理器，預計未來將繼續推動Haswell處理器的應用。有消息人士表示，隨英特爾改進Android戰略，一些廠商已計劃推出採用Haswell處理器的Android平板電腦和筆記本。

大部分此類應用將基於為超極本設計的雙核CPU，而英特爾尚未發布這些品。考慮到超極本和低功耗CPU已成為英特爾品的重要一部分，因此英特爾很可能會在今年的台北國際電腦展(Computex)上發布這些處理器。

GPU：更強大、更多選擇、更令人迷惑

過去兩年中，英特爾的整合GPU獲得了突飛猛進的發展，而Haswell將延續這一趨勢。不過更強大的性能帶來了更高的複雜程度：Haswell處理器將有至少5種不同的整合GPU，而此前的Ivy Bridge只有3種。

5種整合GPU都有公共的基本功能：Direct3D 11.1、OpenCL 1.2、OpenGL 4.1、為加強對4K分辨率支持的DisplayPort 1.2，以及英特爾QuickSync視頻編碼引擎的更快版本。

英特爾新的“Iris”GPU可能將得到最多關注，但大部分Haswell處理器不會配備這一GPU。大部分情況下，Iris 5100的性能能達到HD 4000的兩倍。不過這一整合GPU只能應用在筆記本和大型超級本中，因為其TDP(熱設計功耗)達到28瓦，而通常應用在超極本中的低電壓Haswell處理器TDP不到15瓦。Iris Pro 5200整合了128MB eDRAM，從而進一步提升性能，達到HD 4000的2.5倍，但只能應用在大型筆記本中，因為其TDP高達47瓦。在台式機中，唯一一款配備Iris Pro 5200的Haswell處理器圖形性能超過HD 4000的3倍，這可能是由於台式機有更充裕的散熱空間。

部分Haswell處理器仍保留了英特爾此前的HD GPU。盡管不太引人關注，但這些GPU相對於HD 4000仍有一定提升。英特爾提供的材料顯示，HD 5000和HD 4600的性能均超過HD 4000的1.5倍，兩者的不同在於， HD 5000是針對15瓦TDP的新設計，而HD 4600與當前主流GPU的設計類似。根據英特爾提供的信息，HD 4600、HD 4400和HD 4200的差異不大，其主要不同可能在於一些小功能，以及時鐘頻率。

此外，英特爾還提供了一種低檔HD GPU，目前外界對這一GPU所知甚少。根據以往經驗，這一GPU只會提供基本功能，而QuickSync等額外功能都將被關閉，並只會應用在基於Haswell技術的奔騰和賽揚處理器中。

晶片集：PCI的告別

與以往一樣，新一代CPU將配備新款晶片集：英特爾8系列晶片集。6系列和7系列晶片集分別配合Sandy Bridge和Ivy Bridge處理器推出，而Haswell處理器必須配合8系列晶片集使用。Haswell台式機處理器採用了新的封裝LGA 1150，而下一代Broadwell預計也將採用這一封裝。

從頂層來看，8系列晶片集基於7系列來開發。兩款晶片集均支持14個USB介面和6個SATA介面。不過8系列提供了6個USB 3.0介面，多於此前的4個，以及6個SATA III介面，而此前為2個SATA III和4個SATA II。所有USB 2.0和USB 3.0介面都由xHCI控制器來控制，這簡化了驅動堆棧，在空狀態下功耗比EHCI更低。此前只有USB 3.0介面由xHCI控制。

PCI-E的配置與此前類似。由晶片集控制的PCI-E通道仍基於2.0規範。由於CPU內部的支持，專用顯卡將支持PCI-E 3.0，這與Ivy Bridge類似。內存控制器仍被整合在CPU內部，Haswell處理器官方最高支持的內存頻率為1600MHz，與Ivy Bridge一致。

對台式機用戶來說，8系列晶片集的一個重大改變是徹底放棄了對傳統PCI插槽的支持。作為一款已有20年曆史的介面規範，PCI目前已真正被2004年推出的、更強大的PCI-E替代。不過與軟碟機和光碟機類似，PCI的消失也將給許多人帶來不便。

Haswell晶片集最大的不同可能並不在於其設計，而在於其如何封裝。低功耗的15瓦和27瓦移動處理器可以使用一體封裝的晶片集，不過處理器和晶片集仍將是兩塊晶片。而對高功耗處理器來說，獨立的處理器和晶片集晶片仍是必須的。

具體品：全部四核

我們將首先看看英特爾的案頭晶片，隨后再看看移動晶片。英特爾此次發布了6款針對台式機的酷睿i7處理器，其中超過5款型號為i7-4770，不過功能略有不同。這些i7處理器均為支持超程技術的四核處理器，其不同之處主要是時鐘頻率和TDP。i7-4770R擁有6MB三級緩存，而不是8MB。而i7-4770R和i7-4770K均不支持英特爾的vPro、TXT、VT-d和SIPP功能。

Haswell處理器型號尾碼字母的含義大部分與Ivy Bridge相同。字母T表示這是一款低TDP處理器，功耗和基本時鐘頻率均較低。字母S表明時鐘頻率和TDP均為中等，而字母K表明未鎖定頻率，可用於CPU超頻。

英特爾此次新增了字母R作為尾碼，表明其中配備了高性能GPU。在Haswell處理器中，這意味Irid Pro 5200。需要指出，i7-4470R僅支持BGA封裝，這意味這款處理器主要將被用在高整合度PC或一體式電腦中，而用戶無法單獨購買這款處理器並插在自己的PC中。不帶字母R的i7 Haswell處理器均配備HD 4600 GPU。

此外，35瓦的i7-4765T處理器頻率較慢，但也帶來了最低的TDP，因此適用於希望提升性能的低功耗系統。

i5處理器方面，英特爾仍提供了四個處理器核心，但價格比大部分i7處理器低約100美元。不過i5處理器不支持超程技術，三級緩存也從8MB減少至6MB。與i7處理器類似，i5處理器不同的尾碼代表了時鐘頻率，不過i5處理器並沒有帶字母R尾碼的版本，以及35瓦TDP的版本。所有i5 Haswell處理器均配備HD 4600 GPU。

英特爾此次發布的移動處理器均為i7處理器。與案頭處理器類似，這些處理器均為支持超程技術的四核處理器，不同的主要是尾碼。移動版Haswell處理器的尾碼包括MX和MQ(Ivy Bridge此前的尾碼為QM和QX)，這類處理器均配備HD 4600 GPU。而尾碼為HQ的版本大多配備了Iris Pro 5200 GPU。

一個不同的情況是，i7-4702HQ和MQ，以及i7-4700HQ和MQ。這兩組處理器擁有同樣的GPU、TDP和時鐘頻率，唯一的不同在於是否支持vPro技術。HQ版本支持該技術，而MQ版本不支持。因此，如果用戶需要某一特定功能，那麼在購買CPU時應注意這些細節。

在MQ和HQ系列品中，主要的不同之處仍是時鐘頻率和TDP。HQ系列晶片採用更快的Irsi Pro GPU，但基本時鐘頻率低於MQ系列晶片。這類晶片提供了額外的處理能力和eDRAM，而英特爾做出了一些調整，使得功耗仍在英特爾期望的範圍內。

預期中的升級

Haswell帶來了預期中的英特爾處理器升級。相對於去年的品，Haswell處理器提供了增量的更新，升級的時間點也在此前計劃中。不過我們仍需要一個真實的系統，從而對英特爾宣稱的這些數據進行驗證。但至少從紙面上看，Haswell是一個正確的發展方向：加強了GPU性能，從而應對Nvidia和AMD的挑戰，同時降低了總功耗，從而與ARM競爭。

不過，英特爾尚未發布專門與ARM競爭的品。四核處理器性能強大，但這並非針對超極本的品。預計在今年的台北國際電腦展上，多家廠商將推出採用這類處理器的超極本、變形本和平板電腦。屆時我們將了解更多關於Haswell處理器的信息。(維金)