Kaby Lake 處理器優化了哪些功能？ Intel第7代 vs 第6代效能實測比較

從過往65、45、32到22奈米的產品發展軌跡來看，「摩爾定律」可說是 Intel 遵循的圭臬，但是，在進入14奈米製程後，囿於先進製程的發展放緩因素，Intel 在產品發展策略上揚棄了摩爾定律的製程（Process）、架構（Architecture）的 Tick-Tock 發展腳步，而改以製程、架構和優化（Optimization）的 P.A.O 步伐，從 2015 年的Broadwell （製程）、2016年的 Skylake （架構）和 2017 年的 Kaby Lake（優化）來發展、推出後續產品。

今年初正式上市的 Kaby Lake 處理器，是 Intel 第七代 Core 處理器，在桌上型電腦處理器方面，分別有功耗為 91W 的 K 系列超頻版、功耗為 65W 的 S 系列標準版，和功耗為 35W 的 T 系列省電版三大產品線，從 Core i7 到 Celeron 一共有25款產品，包括 7101E、7101TE 這兩款 Core i3 特殊版產品。

▲在25款Kaby Lake桌上型電腦處理器中，僅有Core i3 7101E、Pentium G4620 / G4600 / G4560這4款產品的功耗和三大產品線標定的規格略有不同。

Kaby Lake處理器跟前一代產品一樣都是採用LGA 1151腳位，因此，除了200系列晶片組主機板外，雖然100系列晶片組主機板只要刷新BIOS後也能安裝使用，不過，身為P.A.O發展腳步後的首款優化產品，想要徹底發揮Kaby Lake處理器在系統運算、儲存擴充和影音應用三大方面優化後的效能，那麼，200系列晶片組主機板肯定是目前最為完美的搭配。 

因此，筆者以ASUS ROG MAXIMUS IX HERO Z270主機板為主要的測試平台上，分別以Core i7-7700K、i5-7600K跟前一代Core i7-6700K、i5-6600K進行相關測試，來看看Kaby Lake處理器搭配200系列晶片組主機板能分別在系統運算、儲存擴充和影音應用三大方面帶來哪些效益。

優化的系統運算核心 

Kaby Lake處理器雖然依舊是採用14奈米製程，但是，在Intel改良後的14奈米+製程優化下，Kaby Lake處理器在舊有的工藝基礎上，深度強化了FinFET、電晶體通道的應用設計，因此，跟前一代Skylake處理器相比，Kaby Lake處理器的功耗（TDP）不僅沒有增加，反而在攸關處理器效能的運作時脈上有所提升，使得Core i7-7700K處理器成為Intel有史以來首款預設時脈高達4.20 GHz的產品。

▲以Core i7-7700K、i5-7600K跟前一代Core i7-6700K、i5-6600K相比，兩者在相同的91W功耗（TDP）規格下，前者在預設時脈上有著5 ~ 8%的增長。

 

▲跟Core i7-4700K處理器相比，Core i7-7700K處理器分別能在生產力、創作…等應用場合中帶來25 ~ 35%的效能提升。

另外，自前一代Skylake處理器新增可以大幅縮短處理器從預設時脈提昇到Turbo時脈時間的Speed Shift技術上，Intel也在Kaby Lake處理器上予以深度優化，以Intel發佈的資料來看，跟前一代Core i7-6500U處理器需要近100毫秒，才能達到3.1 GHz既定的Turbo時脈時間相比，Core i7-7500U處理器只要在大約5毫秒的時間就能加速到3.5 GHz的Turbo時脈，讓採用Kaby Lake處理器平台的3C裝置在進行網頁瀏覽、觸控操作或是影音串流…等操作時能夠更加快速流暢。

▲藉由更進一步優化的Speed Shift技術，Kaby Lake處理器更能提升網頁瀏覽、觸控操作或是影音串流…等操作時的流暢體驗。

除了運作時脈、Speed Shift技術有所提升外，Intel也對Kaby Lake處理器裡的記憶體控制器進行小幅度的升級，從前一代Skylake處理器預設支援的DDR4-2133，提升到Kaby Lake處理器預設支援的DDR4-2400，來迎合目前記憶體的應用主流。

 

▲在Sandra 2017的各項評測中，Kaby Lake處理器的總分或有高低，但是跟前一代Skylake處理器相比，Kaby Lake處理器的Core i7-7700K和i5-7600K仍分別有3 ~ 7%和3 ~ 11%的長足提升。

 

▲而在比較貼近平常應用場景的PCMark 8評測中，Kaby Lake處理器的Core i7-7700K和i5-7600K，不管是在家用、多媒體，或是工作的應用場合中，跟前一代Skylake處理器相比，測試總分平均有100多分的效能提升。

▲在WinRAR 5.4的壓縮、解壓縮效能測試中，跟前一代Skylake處理器相比，Kaby Lake處理器的Core i7-7700K和i5-7600K分別有200 ~ 600 KB/s的效能提升。

▲而在另一套常用的7-Zip 16.04的壓縮、解壓縮效能測試中，跟前一代Skylake處理器相比，Kaby Lake處理器的Core i7-7700K和i5-7600K分別有1100 ~ 2300 MIPS的效能提升。

▲在CINEBENCH 15.038的處理器效能測試中，跟前一代Skylake處理器相比，Kaby Lake處理器不管是在多核心或是單核心的測試項目上，分別有10 ~ 近60 cb的效能成長。

激增的系統存取效能 

筆者在前面提到200系列晶片組主機板是Kaby Lake處理器最為完美的搭配，主要原因在於：和前一代100系列晶片組相比，200系列晶片組最大的特色分別是PCIe 3.0通道數由先前的20條增加到24條來提供更多的頻寬，以滿足Kaby Lake處理器資料傳輸外，另一個最引人注目的就是支援Intel Optane Memory功能。

在200系列晶片組產品線中，Intel分別推出家用Z270、H270、B250和商用Q270、Q250一共五款產品。以家用最高階的Z270晶片組為例，在Flexible I/O 框架下，其PCIe通道總數從前一代Z170晶片組的26條提升到 30條，扣除固定使用的6條PCIe通道後，Z270晶片組還有24條PCIe通道可以彈性運用，因此，即便是在2組M.2插槽、1組PCIe x 4插槽上全數安裝PCIe 3.0 x 4的NVMe固態硬碟後，Z270晶片組還有12條PCIe通道，讓廠商可以在主機板上堆疊USB 3.1 Gen 2控制器…等用料來擴充主機板的應用功能。

▲以家用晶片組為例，跟前一代100系列晶片組相比，200系列晶片組最大的特色分別是增加PCIe通道數和支援Intel Optane Memory功能。

▲同樣以家用最高階的Z270晶片組為例，在Flexible I/O 框架下，其PCIe通道總數從前一代Z170晶片組的26條提升到 30條，扣除固定使用的6條PCIe通道後，Z270晶片組還有24條PCIe通道可以彈性運用。

Intel Optane Memory所採用的Optane儲存技術，是由Intel和Micron共同合作開發、原名為3D XPoint Technology的非揮發性記憶體晶片（NVRAM），跟一般的DRAM記憶體和SSD固態硬碟所採用的NAND快閃記憶體相比，由於它的容量密度是DRAM記憶體的10倍左右，但成本卻又比DRAM記憶體來得低，加上速度也比NAND快閃記憶體快上近1000倍，因此，Intel將其定位在DRAM記憶體和NAND快閃記憶體兩者均能應用的全新型態儲存技術。

▲由Intel和Micron共同合作開發的3D XPoint Technology，透過交叉點陣列結構、垂直導體連接1280億個儲存單元，不但可以提高資料儲存密度，更能大幅提升存取速度。

事實上，從Intel Optane網站上目前的網頁資訊來看，Intel也的確是把採用Optane儲存技術的產品規劃成記憶體、SSD固態硬碟兩大系列產品。

在SSD固態硬碟方面，除了適用消費者的產品尚未推出外，Intel已於今年Q1針對企業端的資料中心，推出PCIe 3.0 x 4 NVMe介面、儲存容量為375 GB的Intel Optane SSD DC P4800X系列固態硬碟產品。

▲採用Optane儲存技術的Intel Optane SSD DC P4800X固態硬碟，由於傳輸速度媲美DRAM記憶體，因此，除了可以作為儲存和快取的空間外，甚至還能夠作為記憶體擴充使用。

至於在記憶體方面，Intel也是規劃成兩種產品：一種是目前已經推出的Intel Optane Memory；另一種則是預計在2018年和Cascade Lake處理器一起推出的Optane DIMM（Intel DIMM）。

這兩種記憶體，不管是在傳輸架構、應用場合都有顯著的差別，預計在2018年推出的Optane DIMM，由於在傳輸架構上會和處理器直接連結，因此，可以用來做主記憶體之外的第二層資料暫存，來提升伺服器的可靠度跟性能。

 

而在Kaby Lake處理器和200系列晶片組主機板可以支援的Intel Optane Memory，則是採用PCIe通道，讓Intel Optane Memory擔任快取、加速的角色，類似Intel過去曾推行的Turbo Memory、ISRT（Intel Smart Response Technology）…等Hybrid混合儲存應用功能，把經常存取的檔案儲存在Intel Optane Memory裡來提升系統的存取效率。

▲Intel Optane Memory規格表

▲外觀為M.2 2280規格的Intel Optane Memory，採用PCIe 3.0 x 2 NVMe介面做資料傳輸管道，目前有16、32GB兩種容量不同的版本。

想要享受Intel Optane Memory所帶來的存取效能提升體驗，除了200系列晶片組主機板外，也需要搭配Core i3等級以上的Kaby Lake處理器，並安裝Windows 10 64位元作業系統才能符合使用Intel Optane Memory最低的系統配備需求。

因此，筆者就以搭配Intel Core i7-7700K處理器的ASUS ROG MAXIMUS IX HERO Z270主機板為測試平台，在安裝Intel Intel Optane Memory 32GB後，可以分別為使用Intel 540系列240GB SSD固態硬碟、WDC藍標2TB硬碟帶來多大的效能成長。

▲由於Intel Optane Memory的上市時間比年初上市的200系列晶片組主機板來得晚，因此，在安裝Intel Optane Memory的應用軟體之前，必須確認主機板的BIOS版本是否有支援Intel Optane Memory，以筆者使用的ASUS ROG MAXIMUS IX HERO Z270主機板為例，BIOS就需要更新到3月底釋出的0906 x64版本。

▲除此之外，SATA模式得設定為「Intel RST Premium With Intel Optane System Acceleration（RAID）」、M.2_2 PCIE Storage RAID Support也得設定為「開啟」。

▲完成BIOS環境設定後，才可以安裝從Intel支援網站下載的SetupOptaneMemory應用軟體。

▲而在完成SetupOptaneMemory應用軟體的安裝步驟後，只要在設定頁面中按下「啟用」，就能夠以一鍵安裝的方式來設定、啟用Intel Optane Memory。

 

▲在BootRacer 6.51.0的開機效能測試中，Intel Optane Memory都能為電腦帶來快速開機的效益，特別是對使用WDC藍標2TB硬碟的電腦，開機時間可以從使用Intel Optane Memory前的80秒，大幅縮短到安裝後的16秒。

▲在CrystalDiskMark 5.2.1以預設模式進行讀寫效能測試後，在循序存取（Seq）項目中，搭配Intel Optane Memory的WDC藍標2TB硬碟，不管是資料讀取或寫入，其效能都有大幅成長，尤其是跟Intel 540系列240GB SSD固態硬碟相比，在資料讀取上可說是不分上下。

▲同樣的，在Anvil’s Storage Utilities 1.1.0以預設（Compression 100%）模式進行讀寫效能測試後，搭配Intel Optane Memory的WDC藍標2TB硬碟，其效能總分也相當逼近Intel 540系列240GB SSD固態硬碟。

▲在比較貼近平常應用場景的PCMark 8測試中，不管是在家用、多媒體，或是工作的應用場合，只要有安裝、啟用Intel Optane Memory都能提升電腦運作的效能，特別是對使用WDC藍標2TB硬碟的電腦，測試總分可以在不同的應用場合提升180 ~ 450的效能表現。

▲而在PCMark 8的Storage測試項目中，也是搭配Intel Optane Memory的WDC藍標2TB硬碟，不管是在頻寬或總分的測試結果上都有大幅成長，帶來接近Intel 540系列240GB SSD固態硬碟的效能表現。

進化的影音應用能力 

在內建顯示方面，Kaby Lake處理器內建的Intel HD Graphics 600系列整合圖形核心，由於是Intel以Skylake處理器內建的第九代整合圖形核心為基礎，進行小幅度的升級而來的，因此，雖然跟前一代Skylake處理器相比，規格幾乎沒有什麼變動，但是，藉由電路和架構層級上的調整，Kaby Lake處理器除了微幅提升的顯示效能外，最大的亮點則是其所帶來的更為高階的視訊編、解碼能力。

▲以Skylake處理器內建的第九代整合圖形核心為基礎，進行小幅升級的Intel HD Graphics 600系列整合圖形核心，除了微幅提升的顯示效能外，最大的亮點則是其所帶來的更為高階的視訊編、解碼能力。

就Skylake處理器內建的Intel HD Graphics 500系列整合圖形核心來說，由於其所支援的AVC和VP8格式編、解碼功能，最高只能在播放、編輯1080p影片時提供硬體編、解碼功能，超過1080p時就只能依靠處理器進行軟解，因此，Intel HD Graphics 600系列整合圖形核心在編、解碼硬體加速單元上，首度支援HEVC 10bit和VP9格式硬體解碼功能，對時下漸成主流的4K超高畫質影片，Kaby Lake處理器不管是在播放、編輯上，效能都有大幅成長！

▲Intel HD Graphics 600系列整合圖形核心在編、解碼硬體加速單元上，首度支援HEVC 10bit和VP9格式硬體解碼功能，讓Kaby Lake處理器不管是在播放、編輯4K超高畫質影片上，效能都比前一代Skylake處理器要來得好！

 

▲使用搭載Core i7-7500U處理器的電腦播放4K影片時，其耗電量較Core i7-6500U處理器大幅節省20倍以上。

 

▲而在上網播放YouTube網站上的VP9格式、4K影片時，搭載Core i7-7500U處理器的耗電量，也是較Core i7-6500U處理器大幅節省7倍以上。

 

▲藉由DVXA Checker工具分別檢視Intel Core i7-7700K 處理器（上圖）、Intel Core i7-6700K處理器（下圖），從Decoder Device頁面中的HEVC_VLD_Main、HEVC_VLD_Main 10，以及VP9_VLD_Profile0、VP9_VLD_10bit_Profile2項目資訊，可以得知Intel Core i7-7700K處理器已經內建支援HEVC 10bit和VP9格式硬體解碼功能。

 

▲在使用handbreak 1.0.7軟體將上LG Chess – HDR（HDR10）的HEVC、10 bit格式影片（842 MB、片長1分53秒、59.94 FPS、總流量62 Mbps），以軟體預設值降轉成FHD、AVC格式影片的測試過程中，Kaby Lake處理器可以在平均節省32秒的時間完成影片轉檔工作。

▲在CINEBENCH v15.038的OpenGL圖形效能測試中，跟前一代Skylake處理器相比，Kaby Lake處理器有平均2%微幅的效能成長。

 

速度、容量兩者兼顧的優勢 

支援Intel Optane Memory是Kaby Lake處理器最令人期待的功能，特別是對想要速度、容量兩者兼顧的用戶來說，從前面Anvil’s Storage Utilities的測試結果中，可以看到在不超過的額外費用下，搭配32 GB Intel Optane Memory的WDC藍標2TB硬碟，其效能總分和SSD固態硬碟就有不分軒輊的效能表現，跟需要花費近購買相同容量的SSD固態硬碟相比，無疑地，Kaby Lake處理器帶來的成本效益可說是相當划算的選擇。 

另外，首度支援HEVC 10bit和VP9格式硬體解碼功能的Kaby Lake處理器，不僅能為時下漸成主流的4K超高畫質影片帶來更棒的播放、觀賞體驗，更能在播放4K超高畫質影片時 ，大幅節省7 ~ 20倍以上的耗電量，相信這也是對影音應用有所需求的HTPC用戶或行動用戶更好的選擇。

整體來說，Kaby Lake處理器在儲存擴充和影音應用這兩方面優化或新增的功能，對於想要速度、容量兩者兼顧的用戶或是影音應用有所需求的HTPC用戶或行動用戶，的確深具更換到Kaby Lake平台的吸引力。