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8366c1d2af32c4512e9ba24c9b823bd5 過去幾個月,關於 Intel 代號 Kaby Lake,也就是俗稱第七代 Core 桌上型處理器暨平台,規格與性能測試數據不斷流出。現在終於等到官方正式解禁,Kaby Lake 桌上型處理器的性能到底提升多少,是否會如同網友所笑稱「擠牙膏」,現在可以完整窺探其表現與晶片組的變動為何。

揚棄 Tick-Tock 策略,14nm 製程第三回出征

Intel 於今天凌晨,正式解禁推出代號 Kaby Lake,第七代 Core 桌上型處理器暨平台。Kaby Lake 家族代號規則如同 Skylake 世代,桌上型產品完整代號為 Kaby Lake-S,至於 Kaby Lake-H、Kaby Lake-U、Kaby Lake-Y 屬於行動平台產品。伴隨推出的還有 200 系列晶片組,個人用桌上型產品包含 Z270、H270、B250 等款式,各家主機板廠的新產品從今天起陸續能購買到。


▲ Kaby Lake 家族分支與設定應用範疇對照表。

Kaby Lake-S 處理器規格配置並沒有多大異動,為首的是 Core i7-7700K 與 Core i5-7600K,這兩款不鎖倍頻產品。以 Core i7-7700K 為例,其時脈設定為基礎 4.2GHz、動態超頻 4.5GHz,被取代者 Core i6-6700K 則為基礎 4.0GHz、動態超頻 4.2GHz。參考下方概要規格表,可看出 Intel 同樣是增加倍頻來換取更多性能勝差,這點和最近幾代作法沒有什麼差別。

Intel 在 Haswell 世代曾以品牌 20 周年名義,推出不鎖倍頻的 Pentium G3258,Kaby Lake 世代再次出現這小確幸,推出系列等級高一階的 Core i3-7350K。它的出現是否有什麼特別意義,撰稿期間我們還沒有什麼頭緒,總之其時脈設定為 Core i3 系列當前最高,因應不鎖倍頻的必要性,TDP(Thermal Design Power,散熱設計功耗)由一般 51W 提高到 60W。


▲ 當前已揭露 Kaby Lake-S 處理器概要規格資訊表。

Kaby Lake-S 和 Skylake-S 兩者本質結構如出一轍,都是植基於 3D 電晶體、14nm 製程生產,因此如上圖所示,各系列產品 TDP 沒有什麼異動。處理器腳位頻繁更改,是 Intel 產品比較為人詬病的一點,這次仍然按兵不動。畢竟跨入 Skylake-S 世代才剛轉變了一次,Kaby Lake-S 沿襲至少兩代產品相容這傳統,沒讓 Skylake-S 世代製品瞬間成為孤兒。

處理器腳位維持 LGA 1151 規格,新舊平台之間具有向上、向下相容性,Kaby Lake-S 世代 200 系列晶片組,預設即向下相容 Skylake-S 處理器。反之,Skylake-S 世代 100 系列晶片組的主機板製品,更新 BIOS(需增加新處理器的微碼)之後也能夠使用 Kaby Lake-S 處理器。至於 Kaby Lake-S 到底有什麼不同,以下經由官方與第三方資料,讓我們試圖來挖掘之。


▲ 圖左 Core i7-7700K、圖右 Core i7-6700K:兩代同級產品正面外觀如出一轍。


▲ 圖左 Core i7-7700K、圖右 Core i7-6700K:兩代同級產品底部差異甚微。

核心架構異動甚微,內顯小改變反成為亮點

Intel 強調重點如下圖所示,但是並未詳加著墨到底有哪些轉變,我們另外經由第三方資料找出了點蛛絲馬跡。第一點是 x64 架構 x2APIC,Intel 強化了設計以提升效率等表現,第二點則是 XU/XS 模式 EPT 執行控制,這部分是和虛擬機器應用較有關聯。想當然耳,這些設計對玩家而言可能不大有吸引力,官方標榜超頻的感知電壓、頻率曲線,還有 AVX 偏移值設定會更讓人想要試試。


▲ Intel 所標榜 Kaby Lake-S 處理器暨平台效益。


▲ Intel 不忘強調超頻可玩性,新加入 AVX 偏移值設定選項。

Kaby Lake-S 所整併內顯為 Gen 9 架構,世代並未大躍進,如同前面處理器主要規格簡表所示,桌上型產品統一配備 HD Graphics 630。不過 Intel 官方所提供資料,並未包含 Graphics 630 所內建  EU(Execution Units,執行單元)數量,以及時脈設定等資訊。以下僅就第三方資料,來談一些影像輸出面向的議題,包含影像輸出解析度支援,以及影片硬體解碼加速等。

Intel 內顯核心採用 eDP 設計多時,其餘 HDMI、DVI 等訊號輸出,通常得由主機板廠商配置相對應規格的轉換器來提供。Skylake-S 世代即可支援 4K @ 60Hz 解析度訊號輸出,惟 HDMI 得看主機板廠商所採用轉換器規格而定,因此有不少產品是無法提供。Kaby Lake-S 同理,是否有 HDMI 2.0/a 由主機板廠商決定,若採用 HDMI 1.4 轉換器將受制於 4K @ 24Hz 輸出規格。


▲ Kaby Lake 內建顯示輸出架構圖。


▲  Kaby Lake 顯示輸出支援規格簡表。

因應 4K 解析度,以及相對應的 HEVC / VP9 影片壓縮格式興起,Intel 標榜納入支援已經有一段時間。但事實如同我們先前試驗所得結果,舊有的影片解碼硬體加速電路,並未支援 10bit 色彩深度影片。因此實際播放時,是基於 GPGPU(General Purpose Graphics Processing Unit,通用繪圖處理器)模式運作,故較為低階或行動處理器等產品,播放流暢度是不甚理想。

進入 Kaby Lake 世代,Intel 終於補強了這罩門,影片編、解碼硬體加速引擎,正式支援 HEVC 壓縮格式、10bit 色彩深度。另外一點和前述影像輸出有關,那就是 Kaby Lake 也將 HDCP(High-Bandwidth Digital Content Protection: 高頻寬數位內容保護)2.2 納入支援,這同樣是 4K 高畫質影片應用重要的一環,有些網路串流影音業者已經在先前導入應用。


▲ Kaby Lake 影片播放解碼支援規格。


▲ Kaby Lake 影片壓制編碼支援規格。


▲ Kaby Lake 各式顯示輸出 HDCP 支援狀態。

晶片組 PCIe 3.0 通道增加,主機板設計更具彈性

Kaby Lake-S 個人用晶片組,主要有 Z270、H270、B250 等 3 款,至於 Q270 和 Q250 是屬於商用電腦產品。關鍵功能性變動,在於所內建 PCIe 3.0 通道數量增加 4 條,其中性能主力 Z270 可彈性運用的總數來到 24 條。如此即便配置 2 組 M.2 再搭配 1 組 PCIe x4 插槽,全數安裝 PCIe 3.0 x4 固態硬碟使用,還剩餘 12 條通道資源,能讓主機板廠商盡情地堆疊其他功能用料。


▲ Kaby Lake-S 晶片組重點規格資訊。

以 Z270 為例來看,在 Flexible I/O 框架底下,其 PCIe 通道實際總數為 30 條,資源分配和 Z170 稍有差異。編號 7~14 的規劃和 Z170 一致,若主機板廠商沒將 USB 3.1 Gen 1 數量最大化,那麼即便配置 2 組乙太網路,至多還有 6 條通道可運用。編號 15~18 這個群組定義為第 1 組 PCI Storage RAID,其中 15 亦可為 SATA 0 或乙太網路,16 則亦可為 SATA 1,藉以提供 SATA 固態硬碟模組支援。

第 2 組 PCI Storage RAID 安排在 23~26,第 23、24 亦可為 SATA 4、5,其配置用意同第 1 個群組相同。至於額外增加 4 條通道編排在最後,獨立自主沒有和其他資源彈性調配,同時定義為第 3 組 PCI Storage RAID。換言之,Z270 是不難做到配備 2 組 M.2,再加上 1 組 PCIe x4 規格插槽,一口氣支援 3 組 PCIe 3.0 x4 固態硬碟的可能性,剩餘通道也夠廠商堆疊 USB 3.1 Gen 2 控制器等用料。


▲ Z270 晶片組 PCIe 通道配置圖。


▲ Z270 晶片組架構示意圖。

200 系列晶片組,特別是性能主力 Z270 這等級產品,改朝換代另外一大意義,在於新增支援 Optane Memory 應用。不過參照 Intel 之前的產品藍圖來看,Optane 實體產品推出時程都往後移,目前除了性能似乎無法達到 Intel 所宣稱極高表現,價格是否會親民我們也保守看待。因此它可否增加 200 系列晶片組的賣點,現在看來還是個未知數,或許等應用真正逐漸成形時,下一代平台也跟著登場了。


▲ Optane 的虛實仍是未知數,但是 200 系列晶片組將之列為訴求功能之一。

 

(下一頁還有:處理器運算性能測試)

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Wan Lin
2.  Wan Lin (發表於 2017年1月09日 17:26)
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