4b49afab27174f6f0505613116c300b6 Intel HEDT 平台改朝換代,這次不是 Skylake 伺服器級微架構 refresh 再更新時脈加強版,而是導入 Cascade Lake 微架構,並同步感受到競爭對手 AMD 步步進逼,Core i9-10980XE 價格對半砍,讓想要進入 HEDT 市場的消費者有著更划算的選擇。

降價成最大優勢

HEDT 平台市場,Intel 與 AMD 均有相關產品推出,雖然前者被後者的多晶片封裝殺手鐧影響,不得不推出實體十二核心以上的產品型號,定位詭異的 Kaby Lake X 也快快下架,卻也依靠較為先進的微架構設計,支撐產品售價不至於崩落。

隸屬 Skylake 微架構的前、後代 Core i9-7980XE 和 Core i9-9980XE 處理器,每千顆的單顆建議售價均為美金 1,979 元,折合新台幣 60,550 元左右。最新一代 Core i9-10980XE 則是大降價至美金 979 元,折合約新台幣 29,950 元,比腰斬一半還要多出些許,一方面是受到 AMD 第三代 Ryzen Threadripper chiplet 設計,SP3/TRX4 腳位可以塞入 64 個實體核心,另一方面則是 Zen 2 微架構 AVX2 執行單元寬度已進步成 256bit,不若 Zen/Zen+ 採用 128bit 寬度執行 2 次。

▲ Intel Core i9-10000X/XE 與前一世代 Core 9000X/XE 規格比較表。(註:不含 AVX,點圖放大)

AVX-512、DL Boost/VNNI

對於消費市場而言,Cascade Lake 微架構內部相較於 Skylake(伺服器級)並沒有太大的變動,除了執行單元因應新指令集稍作調整,其餘前端、執行單元、記憶體子系統均沒有變化,Optane DC Persistent Memory 支援性在 HEDT 市場被拔除,但已修復先前多個重大硬體漏洞。Cascade Lake 另外一個和消費市場沒有太大關係的演進,能夠透過 2 個實體 28 核心 XCC 配置晶粒共同封裝,藉由 UPI 相互連結打造單一封裝、56 核心、112 執行緒處理器。

要理解 Cascade Lake FMA 執行單元新增的 VNNI 指令集(Vector Neural Network Instructions),須從 AVX 指令集(Advanced Vector Extensions)開始說起。AVX 為 SSE(Streaming SIMD Extensions)的延伸,如同文字敘述,採用單指令多資料流向量處理方式,特別適合平行處理多媒體內容。AVX 之所以是 SSE 的擴展,主要是因為 AVX 把處理資料寬度從 128bit 提升 1 倍達 256bit,並支援 3 元運算,AVX2 則是把整數命令也擴展至 256bit。

▲ Cascade Lake 加入 Deep Learning Boost/AVX-512_VNNI 指令集,可加速深度學習經常使用的矩陣運算。

Intel 並未把處理寬度擴展成 512bit 的 AVX 指令集稱為 AVX3,而是一眼就可看穿的 AVX-512,從 Xeon Phi 代號 Knights Landing 開始支援 AVX-512 F/CD/ER/PF 等子集,並支援 4 運算元。Cascade Lake Port 0 和 Port 1 各自的 256bit 合併成 512bit 即可支援 AVX-512,Port 5 則有獨立的 512bit FMA,此外 Intel 還在擴展 AVX-512 指令集的階段,市場推廣口號 DL Boost 的 VNNI 即為一例。

VNNI 新增 4 個指令,包含 VPDPBUSD、VPDPBUSDS、VPDPWSSD、VPDPWSSDS,前 2 者為無符號/有符號 8bit 位元組(byte)的乘與加,後 2 者為無符號/有符號 16bit 字組(word)的乘與加,單一指令相對於過往需要 VPMADDUBSW+VPMADDWD+VPADDD 等 3 個指令,VNNI 可加速整數量化矩陣運算。

PCIe 通道與供電同步加強

Cascade Lake 硬體部分沒有太大變化,規格部分倒是變化不少。記憶體等效時脈從前一世代的 DDR4-2666 往上躍升一級來到 DDR4-2933,單通道理論頻寬為 23466MB/s,四通道理論頻寬即為 91.7GB/s 左右。另外,Cascade Lake 消費市場層級產品額外拉出 4 條 PCIe 3.0 通道,達 48 條,這部分需要新款 X299 晶片組主機板才可享受。(VROC 仍舊需要另外買授權)

▲ Cascade Lake 相對 Skylake(伺服器級)多出 4 條 PCIe 3.0 通道共 48 條,需換裝新款 X299 晶片組主機板才享受得到。

受限於產品開發時程,Intel 2.5Gbps 乙太網路控制晶片 I-255V 並未能夠搭上這股 X299 晶片組主機板更新熱潮,但主機板廠商也會依據產品定位額外加裝支援 802.3bz 2.5Gbps 或是 5Gbps 的網路控制晶片,10Gbps 802.3ab 規格支援自然不在話下;無線網路部分,還是那 101 個 Intel Wi-Fi 6 AX200 無線網路卡,2.4GHz 和 5GHz 均可支援 Wi-Fi 6/802.11ax 雙空間流。

AMD 第一代 Ryzen Threadripper 推出之時,殺得 Intel HEDT 平台措手不及,逼得 Intel 也不得不推出實體十二核心以上的產品,相信大家還記憶猶新。由於推出 Core i9-7980XE 並不在原本的計畫之中,致使部分 X299 晶片組主機板不太能應付這款產品及其繼任者 Core i9-9980XE。這次 X299 晶片組主機板 refresh,眾廠商也都加強處理器供電轉換規模,加上 Core i9-10980XE 處理器價格對半砍,先前已覬覦此平台的玩家,不妨趁此機會逢低買進。

▲ 早買早享受、晚買享折扣,Intel HEDT 平台頂級處理器 Core i9-9980XE、Core i9-10980XE 前後世代相隔 1 年,價格直接腰斬!

▲ Core i9-10980XE Tjunction 從 i9-9980XE 的 84℃ 提升至 86℃。

14nm 能源效率提升

縱使市場經常拿 Intel 的 14nm 製程普拉斯開玩笑,但每一代處理器產品推出之時,總會有些不相同。下列平台耗電量與處理器溫度測試,Core i9-7980XE 和 Core i9-10980XE 均採用 Asus Prime X299 Edition 30 主機板與 GIGABYTE AORUS Liquid Cooler 240 一體式水冷散熱器,測試結果可說明製程演進變化,至於 Ryzen Threadripper 2990WX 則是使用 Enermax LIQTECH TR4 240。

Core i9-7980XE 和 Core i9-10980XE 均為實體十八核心,後者基礎與自動超頻時脈均多出 400MHz,但是平台耗電量與處理器溫度表現卻更加優秀(註:測試時,Core i9-7980XE 已將內部熱界面材料替換成液態金屬合金),AIDA64 與 Blender Benchmark 燒機可下降 10W 左右,溫度則是下降 2℃。

▲ Core i9-10980XE 時脈相對 Core i9-7980XE 更高,耗電量與溫度表現卻更好,說明 Intel 透過 14nm 製程打造的處理器不盡相同,越晚推出的產品擁有比較好的表現。(室溫 25℃)

 

(下一頁:Core i9-10980XE 實測對比)

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