本帖最后由 luoht 于 2021-10-9 04:21 编辑
牙膏厂每年挤牙膏，大家已经麻木了，每年笔记本跟着换代，只是挤多一点跟挤少一点的区别。但第12代 Alder Lake，不同于过往的普通升级，非常惹人注目。
首先澄清一点：“惹人注目”并不代表挤了一管大牙膏（并非性能大幅提升）。12代引人注目的原因是架构发生了很大的变化，可以说是过往十几年来最大的一次变化。外网有篇文章说得很详细：
https://www.tomshardware.com/news/intel-alder-lake-specifications-price-benchmarks-release-date
本来想班门弄斧翻译一下，无奈有许多专业术语，楼主工作又忙，只翻译了一部分。第四季度，公司工作更繁忙，于是把这个半成品发表出来，希望大家不要见笑。
主标题：Intel 12代 Alder Lake发布时间、跑分、指标、以及其他
副标题：进入x86混合年代
原文：https://www.tomshardware.com/new ... hmarks-release-date
Intel 12代Alder Lake首次把该公司的“混合结构”(hybrid architecture)带到x86电脑上。混合结构，是指在CPU中结合了大核（高性能）和小核（低功耗）。这是Intel面对AMD Ryzen 5000挑战的一次重大策略转移，希望重夺性能宝座。AMD的Zen 3架构，凭籍多核获得我们的“最佳CPU”和“最佳跑分”殊荣。当然，Apple的M1处理器凭籍类似的混合设计，也取得了爆炸性的性能增长。
Intel的Alder Lake带来全新的架构，据称会支持PCIe 5.0和DDR5。这点会领先于AMD和Apple。在移动系列，也将超越Ryzen的多核设计。但新架构有显著风险。对于x86芯片来说，把高性能和低功耗内核集成在一颗芯片上，是一种全新的构想。这种设计理念在Arm芯片上很常见，但在x86电脑上却是首次。Arm称之为“大小核”(Big.Little)，Intel叫“大——更大“(Big-Bigger)。
Intel确认Alder Lake的大核采用Golden Cove架构，小核采用Gracemont架构。大小核的不同组合，将会产生眼花缭乱的处理器配置。Intel将会运用10纳米的Enhanced SuperFin制程，这将是自从六年前采用14纳米以来，首次真正的制程升级。
跟以往新处理器发布一样，Intel对Alder Lake寄予厚望。然而切换到混合架构，无疑比之前的升级换代更具风险。因为它需要操作系统和软件的优化，才可以获取最大效能，或者最低功耗。现在尚不清楚，未针对大小核优化的软件对效能有何影响。
无论如何，Intel这次倾囊而出。Intel会在Alder Lake上重整台式机和移动产品线。该架构会应用到高端台式机(HEDT, high-end desktop)。甚至还有针对教育行业的N系列(Chromebook)。这说明Alder Lake将会覆盖全部战线。
Intel之前曾经推出过大小核的Lakefield芯片（后来中途夭折）。Lakefield在性能上并不出众，而是着重低功耗。与此相反，Intel说Alder Lake会着重效能。某些Alder Lake处理器会只包含大核，这对高性能台式机、移动工作站和游戏用户来说，是至关重要的。
Apple采用Arm架构设计的M1处理器，在性能和功耗上都优于x86。这得益于Arm长期对混合架构的支持，以及软件优化。与之对比，Intel在这方面仍然处于起步阶段。 Intel四周高手林立。AppleM1已经树立标杆，远超同级别的处理器，后续产品号称更加强悍。AMD的Ryzen5000芯片，把 Skylake打得毫无还手之力。
Intel要后来居上，就需要一个足以颠覆对手的全新设计。就好像2006年发布的Conroe芯片，凭着多核40%的性能优势，巩固Intel后来十年的领导地位。Intel的RajaKoduri把AlderLake与当年的多核发布相提并论，说其意义相当于“多核重生“。
目前市面上的IntelRocket Lake在单线程上虽然优于AMD，但在多核上落后。因为AMD有16核型号，而RocketLake最多只有8核。Intel想重夺领导地位，AlderLake在这方面的改进尤其重要。 虽然Intel并未公布新芯片的细节，但过去几月有许多非官方消息，足以推测Intel的未来路向。下面让我们来看看。
Intel 12代AlderLake概览： - 2021年下半年进行验证量产
- 混合x86设计，大核采用GoldenCove架构，小核采用Gracemont架构。
- 最多16核
- 10纳米EnhancedSuperFin进程
- LGA1700插槽（新插槽标准）
- PCIe 5.0和DDR5（据传）
- 产品线：S——台式机，P——移动，M——低功耗，L——Atom，N——教育行业（估计是Chromebook）
- 12代Xe集显
- 全新“硬件导向”(hardware-guided)操作系统调度器，适配高性能
Intel Alder Lake发布时间
Intel和合作伙伴都有足够的理由尽快推出新芯片。因此2015年Broadwell迅速被Skylake的一幕有可能重现。什么意思呢？Rocket Lake（11代）性能不错，但Comet Lake（10代）也不差，两者都是耗能大户。采用10纳米制程的12代，将会大大降低耗能。因此Rocket Lake有可能成为短命一族。
Intel Alder Lake指标及产品线
Intel尚未官宣Alder Lake指标，但最近的SiSoft Sandra软件和开源Coreboot（轻量级主板固件）中透露了不少信息。
Coreboot中包含了各种不同的大小核组合，其中某些只含大核（也许针对高性能游戏机）。似乎有一种不同系列：
- Alder Lake-S: 台式机（有LGA和BGA型号）
- Alder Lake-P: 高性能笔记本
- Alder Lake-M: 低功耗设备
- Alder Lake-L: 小核处理器 (Atom)
- Alder Lake-N: 教育及普通消费者 (Chromebook级别设备)
Intel Alder Lake-S（台式系列）
Alder Lake-S*
| 大核+小核 | | | | 8 + 8 | | | | 8 + 6 | | | | 8 + 4 | | | | 8 + 0 | | | | 6 + 8 | | | | 6 + 6 | | | | 6 + 4 | | | | 6 + 2 | | | | 6 + 0 | | | | 4 + 0 | | | | 2 + 0 | | |
* Intel并未官宣，以上型号未必都会上市，表中假设所有大核都有Hyper-Threading。
Intel 10纳米Alder Lake处理器集成大小核。大核采用Golden Cove架构，支持超线程(Hyper-Threading)。超线程是Intel的对称多线程技术(SMT, symmetric multi-threading)，可以在一个核上运行两个线程。小核是单线程的Atom。因此在大小核组合下，会有一些貌似奇怪的线程数，下面会详细解释。
从上表可以看到，旗舰型号是8大核+8小核，24线程，估计会归入Core i9行列。8+4估计是Core i7，6+8和4+0估计是Core i5和Core i3。由于这是全新架构，很难预测Intel会怎样给它们归类。
现在谈型号还言之尚早。在最近的一些跑分数据库中，出现”Intel Corporation Alder Lake Client Platform”字样，但型号却是”0000”。说明相应厂商仍然在早期测试阶段，稍后才会有具体型号。
这些工程样品仍然在验证阶段，主频和性能都有可能改变。测试数据也只能仅供参考。
16核的台式机型号，据称1.8 GHz主频，超频可达4.0 GHz。将来上市应该会有更高频率。譬如，最近就看到14核20线程的Alder Lake-P（笔记本）型号有4.7 GHz。那么台式机型号应该可达5.0 GHz或以上。
一般认为，小核的主频会较低。但当前的跑分软件没有对不同核分别测频，因此要等以后软件升级后，我们才能看到小核的主频。
集显方面，Intel会集成GT1 Xe，最多32 EU。这个指标比9代台式处理器的集显UHD 630高33%，但就低于11代移动处理器的96 EU。原因是，对台式机用户来说，一般会采用独显，因此对集显的要求也就相应较低。
从Coreboot补丁可以看到，Alder Lake-S支持两个8通道PCIe 5.0和两个4通道PCIe 4.0，总共24个通道。与之相比，Alder Lake-P面向移动产品，有一个8通道PCIe 5.0和两个4通道PCIe 4.0。有证据显示，该代很可能支持DDR5内存。
Intel Alder Lake-P和Alder Lake-M（移动系列）
Alder Lake-P* Alder Lake-M*
| 大核+小核 | | | | 6 + 8 | | | | 6 + 4 | | | | 4 + 8 | | | | 2 + 8 | | | | 2 + 4 | | | | 2 + 0 | | |
* Intel并未官宣，以上型号未必都会上市，表中假设所有大核都有Hyper-Threading。
Alder Lake-P标称笔记本处理器，也许会涵盖轻薄本到游戏本。
从上表可以看到，集显采用GT2配置，96 EU是台式机集显的三倍，目的是在笔记本上提供“无独显”选项。从当前Tiger Lake的性能来看，96 EU Xe的性能相当于GT 1030。当然，游戏本是大概率配备独显的。
M系列的资料较少，估计是取代之前的Lakefield产品，用于低功耗设备。已知的是，M系列在I/O方面更加缩减。下面会详述。
L系列已经加入Linux内核支持，定位为小核(Atom)。N系列面向教育行业。
Intel Alder Lake 600系列主板，LGA1700插槽，DDR5和PCIe 5.0
Intel不断地改插槽，惹来不少批评。反观AMD的AM4插槽，相对保护投资。这次也不例外，Alder Lake需要全新的LGA1700插槽和600系列主板。据说这个插槽，会沿用到下一代7纳米的 Meteor Lake（甚至再下一代）。如果真的能用三代，那和AMD的AM4有得比。
去年Intel的文档中就出现LGA1700中介层，用于Alder Lake测试平台。几个月后，网上出现Alder Lake-S和37.5x45.00毫米插槽图片，明显比LGA1200插槽的37.5x37.5毫米大。
由于LGA1700比当前插槽大，当前冷却器不兼容，但可以通过转换插解决（已有先例）。新插槽比LGA1200多了500多个针脚，用于支持PCIe 5.0、DDR5、和其他功能（例如供电）。Intel也公布了Alder Lake-S BGA文档，意味着某些型号的处理器会焊在主板上。
PCIe 5.0和DDR5均出现在补丁文档中，这无疑让Intel领先竞争对手一步。但这样的大升级，有许多因素要考虑。正如PCIe 3.0升级到4.0，更快的PCI总线需要更厚的主板。更快的PCI接口，需要多层电路板、更高规格的材料、和更精确的时序控制器。所有这些，都会增加成本。
我们最近和开发PCIe 5.0交换器的Microchip公司沟通过。Microchip说：PCIe 5.0对主板要求更高，因为走线要更短、主板要更厚、主板价格会更贵。而且PCIe 5.0更耗电，对移动设备来说，是一个挑战。
Microchip和PCI-SIG（制定PCI标准的组织）都告诉我们：PCIe 5.0估计会在高性能服务器和工作站上首先出现，因为成本和耗电更高。对于消费产品来说，由于负载较轻，总线带来的性能提升并不明显。因此即使Alder Lake支持PCIe 5.0，但初代产品也许会以PCIe 4.0速率运行。
Intel在Tiger Lake处理器上采用过类似的策略。虽然Tiger Lake的双环总线支持DDR5，但上市产品的内存控制器却是DDR4，将来可以替换成DDR5控制器。因此Alder Lake有可能采用PCIe 4.0控制器，或者PCIe 5.0控制器缺省运行PCIe 4.0。
虽然有迹象显示Alder Lake支持DDR5，但未知Intel是否会在首波产品中打开这个功能。每次内存换代，消费者都要花更高的价钱买新内存。譬如2014年DDR4刚出的时候，价格是DDR3内存的两倍。Skylake之后，DDR4成为主流，但价格仍然比DDR3贵25%-50%。
DDR5刚起步，某些厂家如Adata、TeamGroup、Micron已经发货。初代产品介乎DDR5-4800和DDR5-6400之间。虽然最高标准可达DDR5-8400，但恐怕需要一段时间才会成主流。这些厂家相信2022年之前都不会太多人转用DDR5。
目前看来，高端的Alder Lake Z系列主板支持DDR5，低端的B和H系列主板支持DDR4（价格更宜人）。据报道Intel会继续在Alder Lake上沿用Gear 1(一档)和Gear 2(二档)内存对齐技术。关于Gear 1和Gear 2详解，可以看此链接：https://www.tomshardware.com/new ... ar-modes-confirmed. 简单地说，就是在内存带宽和延时之间取舍。
虽然关于Alder Lake S、P、M、L的区别仍未官宣，但Coreboot补丁揭示了I/O分配的一些细节。
| | | | | | 一个PCIe 5.0x8 / 两个PCIe 4.0x4 | | 两个PCIe 5.0x8 / 两个PCIe 4.0x4 | | | | | | | | | | | | |
*注：PCH是Platform Control Hub（平台主控）的缩写
从上表看，除了L系列未有信息，其他几个系列的PCIe、PCH、和SATA分配各有不同，针对不同的市场定位。Alder Lake-P面向移动设备。
我们仍未知道Alder Lake处理器如何连接到PCH。当前Intel处理器使用DMI 3.0链路，相当于四通道 PCIe Gen3——双向4GBps带宽。即将上市的Z590主板带宽翻倍：x8 (8GBps)，但仍旧用PCIe Gen3速率。Alder Lake很可能沿用8通道，但速率可能是Gen4或者Gen5。Gen4的可能性较大，如果用Gen4，将会提速四倍。
另外一个未知细节是TDP(Thermal Design Power，热设计功率)。Intel最近几代台式处理器TDP都不理想。从热功率角度说，i9-9900K是最后一代比较靠谱的高端处理器(95W)。到了i9-10900K，这个数字达到250W。Alder Lake采用新制程，应该会有所改善，起码不至于更差。
从传统上看，Intel的主流处理器最高TDP在95W左右。我们希望将来的产品能回到这个正确道路上。Alder Lake采用10纳米Enhanced SuperFIN制程、Golden Cove大核、Gracemont小核，加上大插槽的IHS(integrated heatspreader，集成均热板)，在TDP方面应该大有改善。
此外，新的Alder Lake台式机主板会采用Intel的ATX12VO低耗电源标准。Intel正全力推广ATX12VO标准。
Intel 12代Alder Lake Xe LP集显
最近几个跑分测试给我们勾画了Alder Lake集显的轮廓。最新的Linux补丁显示12代集显的Xe LP架构和Tiger Lake相同。当然不排除会有一些微调（譬如12.1, 12,2等）。另外在Intel驱动中出现GT0.5的字眼，但也许是新的命名规则，目前不得而知。
Alder Lake S系列处理器的集显为GT1配置，内置32个EU（256个着色器），工作主频1.5GHz。Alder Lake P系列处理器集显为GT2配置，内置96个EU（768个着色器），工作主频1.15GHz。因为是工程样品，这些数据可能会改变。
Alder Lake集显支持五个输出（eDP、双HDMI、双DP++），并且跟Rocket Lake和Tiger Lake一样，支持常见的编码/解码，如8位和10位AV1解码、12位VP9、和12位HEVC。
Intel Alder Lake处理器架构和10纳米Enhanced SuperFIN制程
Intel之前在Lakefield芯片中首次引入大小核架构：一个Sunny Cove大核，四个Atom Tremont小核。
与Lakefield相比，Alder Lake大核提升了两代，去到Golden Cove。这代大核与Tiger Lake的Willow Dove相比，提升了单线程运算能力、AI/网络/5G性能、并加强了安全性。
Alder Lake小核提升了一代，去到Gracemont，与大核Golden Cove相比，主要是改善了面积和能耗。Gracemon同时也提升了矢量运算能力，增加了AVX(Advanced Vector Extension，高级矢量扩展)的支持（如AVX2）。单线程算力也有所提升。
目前还不清楚Intel是否采用Foveros 3D封装技术。这个3D堆叠技术在Lakefield上减小了封装面积。但Alder Lake台式系列的LGA1700插槽面积很大，不太可能采用这个技术。如果要用的话，多数用在P、M或者L系列。当然一切皆为未知之数。
Lakefield不仅是Intel 3D Foveros封装技术的试验场，同时也是软件生态的试验场。Intel在上图中展示了Lakefield混合芯片的性能提升。但值得一提的是，这些提升取决于硬件和软件的优化。
混合处理器的快/慢核针对不同应用场景。要取得最大算力或者最低能耗，取决于操作系统和软件知晓快/慢核的拓扑，然后把不同类型的任务交给最适合的核。
打个比方，网页浏览对延迟敏感，如果交给慢核处理，体验会大打折扣。同样，如果把一些后台进程交给快核处理，则起不到节能效果。目前“硬件主导的操作系统调度器”正在Windows和各种软件上测试。
目前这种架构要求大小核支持同样的指令集。Alder Lake的大核(Golden Cove)支持AVX-512，但如果处理器中有小核(Gracemont)，AVX-512会被屏蔽，因为小核不支持。如果某个型号的处理器只有大核，则可以使用AVX-512指令集。
Intel的总设计师Raja Koduri提到：随着Alder Lake发布，将会有新一代的“硬件导向调度器”软件以提升性能，但没有提供更多详情。也许新一代调度器可以在大小核上运行不同的指令集。但当前的Linux补丁似乎只支持一个指令集。
Intel用10纳米Enhanced SuperFin制程来生产Alder Lake晶圆。这是Intel第二代SuperFIN制程技术。详情可以看https://www.tomshardware.com/new ... d-packaging-roadmap
Intel说第一代10纳米SuperFin制程带来最大的节点内性能提升，解锁更高主频，并降低了功耗。这些改进，相当于之前所有”+”小版本改进的总和。因此可以说是公司历史上最大的提升。
Intel称10纳米SuperFin晶体管是突破性技术，因为其更薄的隔层降低了30%电阻，
（未完待续）
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