"我全要"可能嗎?英特爾酷睿Ultra 200V系列處理器解析

這麼一段時間以來,英特爾是接連陷入一個又一個的風波之中,作為一家對PC產業影響深遠的科技巨頭,這顯然有些窘迫。自2021年技術派老將Pat Gelsinger成為英特爾新任CEO後,「IDM 2.0戰略」與「四年五製程」規劃的提出無疑展露出了英特爾在新時代意欲打破堅冰的雄心壯誌,但在產品研發方面的巨額支出、消費級市場、數據中心市場的份額被擠壓以及這個時代對於硬件需求的變革,讓英特爾走的每一步都變得步履維艱,英特爾急需一個契機來扭轉當下的局勢。

在去年12月,專用於移動端的英特爾首代酷睿Ultra處理器正式實裝併發售,在短短半年後,同樣專用於移動端的Lunar Lake架構正式公佈,再到9月Lunar Lake的終端產品酷睿Ultra 200V系列處理器發佈,這個發佈的時間間距與節奏在近年來的消費級芯片行業中也算是相當之快的了,當然這和英特爾在研發方面的巨額投入有關,但也不難看出英特爾正急於向公眾展示出自己的新品、新技術,以提振市場對於自己的信心,所以,這次發佈的酷睿Ultra 200V承載著比以往酷睿處理器更重要的任務,只許成功不許失敗的酷睿Ultra 200V至少要取得市場的廣泛認可與關注,而它會是那個「扶大廈之將傾」的契機嗎?

本篇文章就來解析一下全新的英特爾酷睿Ultra 200V系列處理器。

一、酷睿U系列正統傳承者,可能是最適合輕薄本的處理器

此前,英特爾無論是低壓U系列、P系列,標壓H系列,高性能HX系列,桌面端低功耗T系列,桌面端高性能S系列等等處理器,基本都是在相同的架構設計下對TDP、頻率、核心數量、電壓等等方面進行調整從而得來的,並沒有針對於某一細分領域進行單獨的架構設計,而本次的Lunar Lake就不太一樣了,它是酷睿低壓處理器U系列的繼任者,是專門面向無獨顯超輕薄本打造的處理器產品,目的是提供低功耗、高能效、高續航的使用表現,為兼容性程度更廣泛的x86平台注入一直以來缺失的「高能效」基因。

所以,酷睿Ultra 200V適合經常攜帶電腦、離電辦公或學習的差旅、學生、工作人群使用,而如果您需要的是絕對的高性能,那麼後續英特爾推出的Arrow Lake可能會是更適合您的選擇,不過由於Arrow Lake將採用與Lunar Lake架構中相同的CPU微架構,P核Lion Cove以及E核Skymont,所以通過Lunar Lake CPU部分的表現,多少也可以對新Arrow Lake的CPU性能有一定的參考。

在終端型號上,酷睿Ultra 200V共有9個型號,均為4P+4E、8T的CPU核心規格,除旗艦Ultra 9 288V的TDP為30W、可配置功耗17W~37W外,Ultra 5~Ultra 7的8個型號TDP均為17W,可配置功耗在8W~37W。各個型號的主要區別在於核心頻率、核顯規格、核顯頻率、封裝內存容量大小以及NPU頻率。

二、與前代不一樣的模塊化設計

對於英特爾酷睿Ultra 200V系列處理器的架構Lunar Lake,我在6月份的文章中已經有過介紹了:《下一代AIPC的旗艦平台,英特爾正式公佈全新架構Lunar Lake》,所以在這裏就簡單說明一下。

Lunar Lake與上代的Meteor Lake架構均採用了模塊設計,3D Foveros封裝,不過Lunar Lake的核心區域不再為4個Tile,而是兩個Tile,分別為Compute Tile與Platform Controller Tile,其中Compute Tile採用台積電N3B工藝,CPU核心、核顯、媒體引擎、顯示引擎、NPU等都位於其中,而Wi-Fi 6、藍牙、PCIe控製器、雷電控製器等佈置在了Platform Controller Tile中,採用台積電N6工藝。

另外在架構方面更為顯著的變化是整塊處理器中封裝進了內存顆粒,可選16GB或32GB,頻率為LPDDR5x-8533MHz,這雖然鎖死了OEM廠商或用戶對於內存方面的可升級性,但是會在內存層面最高降低40%的物理功耗,還會節省主板與機身空間。

為了達到更高的能耗比,或者說更節能,Lunar Lake中引入了PMIC整合式供電,相比於傳統的VRM供電,可以對整個處理器上面更多的部分進行更加精確的電壓調節,從而降低功耗。

Lunar Lake使用了更為先進的工藝和更節能的供電設計,還有為高能效所考量的架構設計,在6月份的時候,通過英特爾公佈出的信息,我們僅能知道Lunar Lake的能效比將會很高,功耗很低,同時由於IPC的提升,在不算多麼豪華的核心規格下,也能擁有相當不錯的性能表現,但是具體的提升幅度有多大,與競爭對手和前代的自己相比情況又是如何,我們在9月份舉辦的IFA上,依據英特爾的官方介紹,終於有了答案。

三、Lunar Lake架構解析

對於全新的架構名稱為Lunar Lake的酷睿Ultra 200V系列處理器,英特爾主要設計的重點目標/產品的核心特點為:

(1)、突破性的X86平台能效比;

(2)、出色的CPU核心性能

(3)、巨大的核顯性能提升

(4)、卓越的AI算力

為此,英特爾為酷睿Ultra 200V打出的主宣傳語為「一台偉大的AIPC始於偉大的PC」,表明了英特爾對於AI時代PC的全新定義:一台PC只有把基礎功能做好,才能再去討論AI。

那麼英特爾酷睿Ultra 200V系列處理器的具體表現如何呢?我們按照上面的順序一個一個來看

1、高達50%的整機功耗降低

作為英特爾口中「能效比最高的x86處理器」,同時也是Lunar Lake最顯著特點,整機功耗最高降低幅度可以達到50%。

為了達成更低的功耗控制,在架構的設計方面,首先在內存上,前面已經提到,封裝級內存使得物理功耗降低40%,Lunar Lake的Compute Tile中還額外加入了8MB的內存測緩存,可以更加高效的為內存密集型任務提供數據交換;其次在供電管理方面,PMIC整合式供電也起到了不小的作用,Lunar Lake中共有4顆PMIC對SoC上的各部分進行調壓供電,可改善整機在低功耗或待機時的功耗情況,這也是x86平台一直以來在功耗控制方面的最大短板之一。能效核心上也有改進,相比於之前Meteor Lake時期兩個LPE核心共享2MB L2緩存,Lunar Lake上的4個Skymont E核心共享4 MB L2緩存,本身能效就提高很多,更高的算力上限也可以實現更低的功耗控制。

英特爾線程調度器也是非常有必要單獨拿出來說一下的,從12代大小核架構開始到首代酷睿Ultra,大小核心自登陸x86平台就有改善能效比的初衷在,但大小核心的調度與管理則是非常困難的一件事,對於相同架構,桌面端和高性能處理器用戶對於功耗則沒有多敏感,期望的是絕對的性能上限,而低壓U用戶則期望功耗壓的越低越好,顯然沒有辦法兩頭都兼顧,而Lunar Lake就不用考慮那麼多了,是專門的低功耗平台,所以在線程調度上面就可以更加簡單粗暴了。酷睿Ultra 200V的調度邏輯為優先使用單個E核,當需要更高負載時則擴展到其他E核,負載更高時才會根據需求調度到P核心,最大限度的利用E核心,減少功耗。

一套組合拳下來,整機功耗和續航方面有著怎樣的表現呢?

首先來看整體功耗控制情況,在UL Procyon 的Office Productivity測試中,Ultra 9 288V在僅使用E核心時,相比於高通X1E-80-100有著7%的性能提升和49%的功耗降低,每W性能提升1.2倍;相比於上代Ultra 7 165H,有著7%的性能提升和53%的功耗降低,每W性能提升2.29倍。

在常用辦公、日常使用場景中,對比Ultra 7 165H,Ultra 9 288V整體功耗下降最高可達50%。

到續航方面,英特爾官方給出了兩組數據。在相同OEM提供的相同模具下,在UL Procyon Office Productivity測試與Microsoft Team 3×3場景中,Ultra 7 268V的續航時長可以達到20.1小時和10.7小時,而高通X1E-80-100則是18.4小時與12.7小時。

在相同OEM提供的14~16英吋屏幕的模具、1080P屏幕、75Whr的電池容量下,同樣在UL Procyon Office Productivity測試與Microsoft Team 3×3場景中,Ultra 9 288V可以分別達到14小時和9.9小時的續航能力,而高通X1E-78-100的成績為9.5小時與9.4小時,AMD HX 370的成績分別為10.1小時和8.2小時。

遊戲場景下的核顯能耗也有很大的提升幅度,Ultra 9 288V的Xe2架構核顯對比Ultra 7 165H的核顯在《刺客信條:英靈殿》、《賽博朋克2077》、《模擬農場22》中,最高有68%的性能提升和35%的核顯功耗下降。

Arm架構的高通驍龍X Elite處理器在能耗方面有著Arm架構帶來的先天優勢,但是通過上面的測試可以看到,x86架構的英特爾酷睿Ultra 200V甚至在續航表現上反超了高通驍龍X Elite,再加上x86架構更好的軟件兼容性和生態,那麼終端產品的真實使用場景下,英特爾酷睿Ultra 200V將會是追求低功耗表現上更好的選擇了。

2、E核IPC提升68%,8核8線程強於14核心22線程

Lunar Lake的性能核心與能效核心皆有微架構的升級。

高性能核心微架構升級為Lion Cove,英特爾對於Lion Cove的介紹為:「為輕薄PC打造速度更快的性能核心」,最高12MB共享L3緩存,18個執行端口,更廣泛的分配和撤離機制,對於性能、功耗、芯片面積有著針對性的平衡優化,IPC提升幅度為14%。

本代的Lion Cove並不支持超線程,不過在英特爾給予的數據中,我們可以看到,在關閉超線程後,Lion Cove可以達成更高的每瓦性能、芯片每單位面積性能、芯片每單位面積每功耗性能,以達成更優秀的能耗表現與性能表現還平衡了芯片規模。

在單線程基準測試中,在CINEBENCH R24、Geekbench 6.3、SPECrate 2017_int_base中,Ultra 9 288V均能提供相比高通驍龍X Elite的兩款競品X1E-78-100、X1E-80-100以及AMD的HX370更強的單線程性能。

高效能核心微架構升級為Skymont,英特爾對於Skymont的介紹為:「以高能效比迫近P核性能」,4MB共享L2緩存,26個調度端口,增強指令預測能力,擁有更深的隊列提高任務並行處理能力、更廣泛的指令分配和撤出能力以及2倍的AI吞吐量,IPC提升幅度達到驚人的68%。

具體到多核性能方面,在低功耗區間段內,憑藉著極其優秀的能效比,Lunar Lake可以以8核心8線程的規格實現對規格更高的上代Meteor Lake產品完成性能反超。在功耗為9W時,4P+4E、8T的Lunar Lake性能領先2P+8E+2PE、14T的Meteor Lake 22%,每線程性能領先2.1倍;在功耗為17W時,4P+4E、8T的Lunar Lake性能領先6P+8E+2LPE、22T的Meteor Lake 10%,每線程性能領先3倍;在23W時,4P+4E、8T的Lunar Lake性能僅落後6P+8E+2LPE、22T的Meteor Lake 6%,每線程性能領先幅度為2.6倍。

在功耗性能曲線上,英特爾著重標記了Ultra 9 288V可以在減少40%功耗的情況下,達到高通X1E-80-100 50W功耗時的多核心性能性能表現;在大約20W功耗時,與蘋果M3性能持平;在15W功耗以內時,領先Ultra 7 165U。

在生產力方面,Ultra 9 288V在五個維度的測試中,也領先於高通驍龍X1E-80-100和AMD HX 370。

通過更低延遲的總線,縮小了P核與E核間的訪問延遲,內存則是再加上8MB內存側緩存,內存延時被降低到了90ns左右,相比於Meteor Lake降低了40%,比Strix Point 降低了30%。

在保證高能效的前提之下,Lunar Lake並不是一個只考慮低功耗而放棄性能的架構,在全新的P核、E核以及內存、總線等等方面的優化和重新設計,Lunar Lake在低功耗段可以實現對更高規格處理器的性能超越,所以在它的目標使用場景,如辦公、學習、網頁瀏覽、在線影片等,可以處理比以往更繁重的工作負載,與此同時,更低的功耗、更高的能效比使得整塊處理器的溫度表現也會更好,在同等情況下,對於主板上週邊元器件以及整機散熱規格的要求也都更低,帶來的是低發熱量+更輕薄的機身尺寸,這也是為何酷睿Ultra 200V系列處理器是更適合放在超輕薄本產品中的重要原因之一。

3、再次躍升的核顯性能

首代酷睿Ultra時,核顯架構從之前沿用多代的Xe LP升級為了Xe LPG,性能已經有了相當大的進步,而Lunar Lake中的核顯再次升級到了Xe2架構,擁有最高8個第二代Xe核心和8個光線追蹤單元,內置了新的XMX矩陣引擎可為AI加速,可提供67 TOPS的AI算力,加之更出色的Xess內核,在遊戲中可實現更高的幀數表現。

在45款遊戲中,Ultra 9 288V的平均幀數表現超越Ultra 7 155H 31%;超越AMD HX 370 16%;高通X1E-84-100則是有23款遊戲不能運行,在其餘可運行的遊戲中,Ultra 9 288V的平均幀數領先幅度達到68%。

英特爾的XeSS技術會讓遊戲幀數再進一步,目前市面上已經有120+款遊戲支持XeSS。Ultra 9 288V相比於不開啟XeSS,在XeSS的Performance擋位後,10款遊戲中最高可以達成60%的幀數提升。

得益於8個全新的光追單元和對DX12 Ultimate的完全支持,開啟光追後,5款遊戲中,Ultra 9 288V開啟Xess Performance擋位對比AMD HX 370在開啟FSR Performance擋位時,幀數領先幅度最高可達30%以上。

媒體引擎也依然是英特爾處理器中核顯的強項,在編解碼方面的支持更加全面,最高支持8K 60 10bit HDR的硬件編解碼、AV1格式硬件編解碼、全新的VVC(H266)格式硬件解碼,影片的轉碼速度上,競品AMD HX 370以及高通X1E-78-100都遠不及Ultra 9 288V。

從個人的角度來出發,對於Lunar Lake這種產品的目標適用人群和使用場景,圖形性能其實並不是一個重要的配置點,哪怕是使用更老的圖形架構、更低的規格,在辦公和學習場景下其實都幾乎不會造成什麼影響,但英特爾在Lunar Lake上正選自家的Xe2圖形架構其目的之一肯定是要「秀技術」,自從AMD將Vega、RDNA圖形架構搬到移動端銳龍處理器後,英特爾酷睿的核顯在遊戲性能方面就一直落後,直到上代才勉強能掰掰手腕,而英特爾目前的境遇顯然需要的是在各方面都要展現出自己的硬實力,對競爭對手實現全方位的領先,才能扭轉這幾年來不利於自己的市場因素。

另外,這樣的核顯也自然是有它價值所在和發揮場景的,就例如在Windows掌機中,雖然這並不是一個多麼大的市場,但當前的Windows掌機大部分廠商由於能效比和圖形性能的緣故都紛紛加入AMD陣營,甚至會去專門定製掌機芯片,比如ROG掌機上的Z1 Extreme。顯然英特爾並不想將這部分拱手相讓,市場份額和出貨量是一方面,作為消費級處理器市場多年來的龍頭,英特爾絕對不想在任何一個方面落得下風,Lunar Lake的高能效比以及圖形性能的突破,非常適合放到Windows掌機中來使用,或許在這之後我們可以看到更多的廠商推出搭載英特爾酷睿處理器的Windows掌機了。

核顯的媒體引擎則保持了英特爾一貫的優勢,如果平常有輕度的影片剪輯需求,那麼憑藉著強大的媒體引擎,硬件編解碼對影片格式有更廣泛的支持,英特爾酷睿處理器就是一直以來在這方面更好的選擇,這點依舊是沒有變的。

4、120 TOPS算力

對於當下AI應用對CPU、GPU以及NPU的利用率,目前NPU佔比25%,GPU佔比40%,CPU佔比35%,英特爾預測在2025年,NPU的利用率佔比提高,CPU則會降低。一般情況下來講,對於當下的AI應用,CPU雖然通用性更廣,但是其算力對比GPU、NPU是更低的,所以如果能將AI計算負載從CPU逐漸轉移到NPU與GPU,那麼對於AI應用的運行速度、能效比等顯然是更好的選擇。

在Lunar Lake中,CPU算力為5 TOPS,GPU為67 TOPS,專用於AI計算的NPU單元為49 TOPS。

在常用的本地生成式AI應用Stable Diffusion 1.5(GIMP)中,Ultra 9 288V使用GPU(FP16)進行運算時…..沒有對比,因為用來對比的高通X1E-78-100又一次的「DNR」了,而使用NPU(W8A16)時,Ultra 9 288V的速度更快一些。

在UL Procyon的AI Computer Vision測試中,Ultra 9 288V的int8性能得分1886分,FP16性能得分1017,高通僅能完成int8的測試,測試成績為1760,AMD HX 370在兩項測試中都無法完成。

在UL Procyon的AI Image Generation測試中,Ultra 9的FP16性能得分391,AMD HX 370為182,高通X1E-78-100無法完成。

在Geekbench AI項目測試,Ultra 9 288V在CPU、GPU和NPU的性能表現都斷崖式的領先於競爭對手AMD HX 370和高通X1E-78-100。

實際應用中的表現,以Ultra 7 155H為基準,Ultra 9 288V也極大幅度的領先於競品X1E-78-100。

在AI生態方面,英特爾對於大語言模型、多模態模型、擴散模型、框架的都有更好的支持,與ISV合作有著300+的ISV特性,擁有更好的兼容性、更快的引擎、更多的框架。

不僅僅是AI方面的生態,在創作、連接、娛樂、學習等諸多方面,英特爾酷睿平台都會以強大的硬件支撐來提供給用戶更好的軟件生態。

英特爾列出了其在Adobe軟件Pr、Lr、Ae中部分功能的性能對比,與高通X1E-78-100和上代Ultra 7 155H的對比中,Ultra 9 288V也都有大幅度的領先,這得益於與合作夥伴更深層次的合作,可以在新硬件推出後第一時間給予優化支持。

四、寫在最後

下面是我個人對於英特爾Lunar Lake架構酷睿Ultra 200V系列處理器的總結與想法。

從實際的產品出發,Ultra 200V系列處理器目標是提供x86平台更強生態的同時,為x86平台引入一直以來缺失的低功耗和高能效比,同時在性能方面完全滿足辦公與日常所需,這也確實相比於之前的x86產品更加適用於輕薄本平台,為差旅人士、辦公人群、學生群體等提供更好的便攜性、續航能力以及更低的發熱量。

而從稍微宏觀一點的角度來講,酷睿Ultra 200V由於其更加專注於一類細分市場,它肩負起的任務並不是在市場測出貨的多麼風生水起,來給予英特爾更多的收入與利潤,而是通過其富含的技術力來向投資者、OEM廠商、終端消費者以更大的信心在接下來還會選擇和相信英特爾,它的出現最終要達成的更多的是讓大眾扭轉近年來對於英特爾的負面情緒和認知。

所以如果說酷睿Ultra 200V可以「扶英特爾之將傾」,那麼它的出現並不是將英特爾完全扶正,而是最多止住或減緩英特爾的繼續傾斜,想要真正的「扶正」,還需更多的努力與時日。

9月24日,20+OEM廠商提供的80+款酷睿Ultra 200V機型已經蓄勢待發,我們拭目以待!