Intel Rocket Lake處理器架構解析,消失的2個核心換來更佳效能?

Intel Rocket Lake處理器架構解析,消失的2個核心換來更佳效能?

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Intel最新旗艦級處理器Core i9-11900K相較於前代產品少了2個處理器核心,但受益於時脈提升與ABT自動超頻技術,讓整體效能有更好的表現。

10核變8核,但效能卻更好

在代號為Rocket Lake的第11代Intel桌上型處理器發表之後,大家看到規格的第一個問題,不外乎是前代旗艦級Core i9-10900K為10核20緒架構,而最新的Core i9-11900K反而只有8核16緒,足足少了2個處理器核心。

關於這個問題,Intel官方在架構技術說明會中回應主要原因在於考量整體效能與架構後的妥協。簡單地說,Rocket Lake融合了Ice Lake的處理器核心與TigerLake的繪圖處理器核心,但將後2者原本規劃為採用10nm節點製程的行動版處理器,而Rocket Lake仍然採用14nm節點製程,因此在有限的裸晶尺寸(Die Size)下,能塞入的處理器核心數量就顯得有些捉襟見肘。

另一方面,Intel也瞭解到提整處理器時脈所帶來的直接效益,因此有意在縮減核心數量的同時拉高處理器的實際運作時脈,例如更先進的ABT自動超頻技術可以讓2個核心運作於5.3GHz,剩餘6個核心運作於5.1GHz,以彌補核心數較少的缺陷,另一方面受益於Rocket Lake的處理器核心比起前代產品有著19% IPC(Instructions Per Cycle,每周期指令)效能提升,讓整體運算效能還是有所進步。

另一方面,Rocket Lake也整合了效能更強大的Xe顯示核心,以及能加速AI運算的Deep Learning Boost與VNNI指令集(Vector Neural Network Instructions)等功能,讓處理器的顯示、影音編/解碼、AI運算等效能等應用都有進步,可以增加多種工作流程的效率,縮短使用者的等待時間。

值得注意的是,Rocket Lake內建顯示晶片的Quick Sync Video影音編/解碼加速可以在安裝獨立顯示卡的狀態啟用(前代產品則不支援),不但可以享受完整的編/解碼功能,還能在暢玩遊戲時將直播的運算負擔轉移至內建顯示晶片,以免占用顯示卡資源影響遊戲效能。

Intel在架構技術說明會與大家分享了許多Rocket Lake處理器的技術細節。

最新旗艦級處理器Core i9-11900K具有8個處理器核心共16條執行緒。

與前代產品相比,Rocket Lake具有19% IPC效能提升,顯示效能也因採用全Xe架構繪圖處理器而有50%增益,整合AI運算單元也能提升相容軟體的執行效能。

▲ 從產品規格表中可以看出,在Thermal Velocity Boost Frequency自動超頻技術加持下,Core i9-11900K的單核心頻率可以達到5.3GHz。

處理器與晶片組改進項目

Rocket Lake最大的2個改變,就是原生支援DDR4-3200記憶體與PCIe 4.0,前者有助於增加系統的資料吞吐量並降低延遲,進而提升整體運算效能,後者則強化獨立顯示卡與儲存裝置的效能表現。

另一方面,在PCIe通道數方面,Rocket Lake不單只是將規範從PCIe 3.0提升至PCIe 4.0,也一併將直通處理器的通道數由16條增加至20條,這樣最大的好處是連接儲存裝置不需犧牲顯示卡的傳輸效能。

在先前的情況,如果要將PCIe 3.0 x4介面的固態硬碟直接連接至處理器,就需將16條通道拆分為8+8或8+4+4。而Rocket Lake則可直接將通道拆分為16+4,確保顯示卡與儲存裝置都享有最佳傳輸效能。

在晶片組的產品規劃方面,主要的不同在於由晶片組提供的PCIe通道數與SATA、USB端子數量。另一方面,雖然還是只有最高階的Z590支援處理器超頻,但中階的H570與B560獲得記憶體超頻功能,拉開了中階與低階晶片組的差異性。

Rocket Lake原生支援DDR4-3200記憶體,並支援PCIe 4.0與更強大影音編/解碼及顯示輸出功能。

Rocket Lake有著許多功能與規格提升,由處理器提供的PCIe通道數為20條PCIe 4.0,第10代處理器只有16條PCIe 3.0。

Rocket Lake也將速度高達20Gbps的USB 3.2 Gen2x2納入支援,並可擴充Wi-Fi 6E無線網路與Thunderbolt 4端子。

在晶片組方面,500系列晶片組最大的亮點當然就是支援20條PCIe 4.0通道。

特別的是Intel將記憶體超頻功能下放至H570與B560晶片組,但仍只有Z590支援處理器超頻。

自動超頻更狂野

Rocket Lake另一大特點就是ABT(Adaptive Boost Technology)自動超頻技術,這個功能只出現在K與KF系列的Core i9處理器,並需要主機板支援(可透過升級BIOS/UEFI啟用,各廠牌主機板將陸續透過更新增加這個功能)。

以Core i9-11900K為例,在處理器溫度低於100度C的前提下,ABT能將2個核心推上5.3GHz,並讓其餘6個核心達到5.1GHz,無論是單工或多工效能都有明顯幫助。

相較之下傅熱速度提高頻率(Thermal Velocity Boost)與渦輪加速(Turbo Boost)等自動超頻技術,雖然也能讓2個核心達到5.3GHz,但其餘核心的時脈就低了許多。

此外為了提升超頻極限,Intel Extreme Tuning Utility程式也開放單獨設定AVX2、AVX-512單元的時脈,或是完全關閉AVX指令集功能,發揮進一步推升處理器時脈的效果。

全新的ABT自動超頻技術能帶來更高的全核時脈。

將圖表放大查看,舊有自動超頻技術可能只能達到全核4.7 GHz的效果,各核心能達到的最高時脈也有差異。

除此之外玩家還是仍然透過Intel Extreme Tuning Utility程式手動超頻並監控系統狀態。

效能勝過前代以及對手產品

根據Intel在說明會提供的數據,Core i9-11900K與Core i5-11600K不但在遊戲與多種工作情境的效能表現高過自家前代產品Core i9-10900K、Core i5-10600K,也Core i9-11900K也能反超AMD Ryzen95900X。

不過由於在撰稿時效能實測仍受保密條款限制,因此在這邊僅提供官方數據。

Core i9-11900K比起Core i9-10900K在遊戲方面有9~17%的效能領先。

與Ryzen 9 5900X相比則有4~10%領先。

工作應用方面提升最多的是影音編輯,在硬體編解碼與VNNI的協助下世代差距達88%。

在多個項目與競爭對手相比也有所領先。

Core i5-11600K比起Core i5-10600K在遊戲方面有7~16%的效能領先。

雖然影音編輯的領先幅度縮小到61%,但仍是段明顯的差距。

整體而言,Rocket Lake在上述效能測試部分,還是能夠帶來比自家前代產品或競爭對手更出色的成績,至於更多Rocket Lake處理器的效能數據將隨保密條款解禁而公布,也請讀者關注我們的後續報導。

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