前陣子，英特爾為我們帶來了代號為Tiger Lake的第11代酷睿低壓處理器。與前幾代酷睿處理器的參數升級相比，第十一代酷睿移動處理器的生產工藝與底層架構均得到了大幅改善。下面讓我們一起走進十一代酷睿處理器的世界，看看它能為我們帶來怎樣的驚喜。

CPU：新工藝+新架構

要想知道CPU性能是如何提升的，首先來說明影響CPU性能的幾個因素。根據CPU性能公式“程序的 CPU 執行時間= 指令數×CPI（執行每條指令所需的時鐘周期平均值）/時鐘頻率（主頻）”可以看出，想要使CPU獲得更快的速度，必須要從指令數、時鐘頻率以及CPI入手，下面讓我們一起來看看十一代酷睿移動處理器到底有哪些特性？

首先是CPU的運行頻率，CPU的運行頻率代表著晶體管狀態由0到1或由1到0的切換速度。所以頻率越高，CPU的運算速度也就越快。所以說，要想從根本上提升CPU頻率，首先要做的便是提升0/1的切換頻率。雖然加壓可以加快晶體管的充放電速度，使得CPU獲得更高的頻率。但一味的加壓終究不是解決辦法，如果CPU的頻率提的太高，快到晶體管無法完成一次完整的充放電，那么就無法完成0和1的切換，從而導致死機或藍屏等問題。除此之外，加壓還會導致功耗的大幅上升。所以目前業界主流做法都是改善工藝+降壓，但這也帶來了不得不面對的嚴重問題。

由于目前占統治地位的集成電路技術是CMOS（互補型金屬氧化半導體），它的主要能耗來源是動態能耗，也就是晶體管狀態翻轉時消耗的能量。動態能耗則取決于每個晶體管的負載電容和工作電壓，具體可以用這個公式來表示：能耗∝ 負載電容* 電壓^2。而每個晶體管需要的功耗就是一個翻轉需要的能耗和開關頻率的乘積。

由于功耗是電壓平方的函數，所以可以通過降低電壓來大幅減少功耗。所以每次工藝的更新換代都會伴隨著電壓的降低。但電壓繼續下降就會使晶體管的泄露電流過大，從而導致無法收拾的狀況。

需要注意的是，雖然動態能耗是CMOS能耗的主要來源，但靜態能耗也是存在的。因為晶體管即使在關閉狀態下，依然會出現電流泄露的情況，而且增加晶體管的數量也會使漏電功耗變大。這也是工藝越先進，漏電就越嚴重的根本原因之一。

說到這里，不得不提的便是全新的“10納米SuperFin”技術了。眾所周知，晶體管技術是CPU性能提升的關鍵因素之一，除了頻率的提升之外，更高的集成度也增加了處理器的任務處理速度（類似于單位時間內增加水管可以輸送更多水）。而SuperFin技術，則是英特爾有史以來，在單節點上最大的性能增強，甚至達到了可以與全節點轉換相媲美的程度。所謂SuperFin其實就是“英特爾增強型FinFET晶體管與Super MIM電容器”這兩種技術的合體。其中，FinFET晶體管技術可以降低電阻，減少漏電，增加電遷移效率；SuperFin晶體管則可以讓晶體管的信號更加清晰。

簡單來說，10納米SuperFin技術的核心就是在增加晶體管密度，提高頻率的情況下，減少漏電，并且讓晶體管的信號變得更加清晰。

結合上文CPU性能提升的原理來看，它可為處理器帶來更短的程序執行時間（也就是更快的速度），并減少CMOS的靜態能耗，從而達到性能與能效雙提升的目的。

除此之外，IPC（每時鐘周期執行的指令數）也是影響處理器性能的重要因素。這一點從CPU性能公式“程序的 CPU 執行時間 = 指令數×CPI（執行每條指令所需的時鐘周期平均值）/時鐘頻率（主頻）”可以看出。從數據上來看，IPC即是CPI的倒數，IPC越大，CPU的程序執行時間就越短。

而11代酷睿則采用了全新的Willow Cove微內核，IPC性能平均提升了18%。與上代產品所采用的Sunny Cove相比，Willow Cove擁有重新設計的緩存架構，它的二級緩存提升到了每核心1.25MB，各核心共享12MB三級緩存，整體提升了50%到125%。而且它還搭載了英特爾控制流強制技術，可以在帶來更高性能的同時有效保護數據安全。

GPU：新架構+AI專用指令集

顯卡方面，十一代酷睿搭載了全新的Xe-Lp低功耗架構，與現役的銳炬Plus核顯相比，它的執行單元數量提升了50%，頻率提升了84%，進步相當明顯。而對高頻內存的支持，也為它帶來了顯存帶寬的提升。

而在驅動及編譯器效率上，英特爾銳炬Xe也重新設計了顯卡架構，降低了DX11中的驅動API開銷，減少了API延遲，并支持AI優化指令。此外，銳炬Xe顯卡還支持VRS可變幀率渲染，可以根據渲染場景的不同來選擇性降低非重要內容的渲染精細度，把空出的性能留給玩家注視的對象，從而為玩家帶來更為流暢的游戲體驗。

映射到用戶體驗方面，那就要看具體的游戲表現了。據英特爾官方數據顯示，全新的銳炬Xe集成顯卡不光可以暢玩LOL與《CS:GO》等主流網游，還可以在1080P下流暢運行《無主之地3》、《巫師三》以及《中土世界：戰爭之影》等高畫質3A大作。而且英特爾還聯合游戲廠商對銳炬Xe顯卡進行了優化。目前，銳炬Xe顯卡已經得到了《英雄薩姆4》、《戰爭機器》、《無限法則》等大作的優化，預計未來還將有更多大作加入對它的支持。

而且英特爾還為我們提供了包含截屏、直播、銳化等游戲輔助功能的IGCC控制面板，也算是補全了英特爾沒有自家游戲輔助平臺的短板。

除此之外，異步計算、視圖實例化、采樣器反饋、帶有AV1的更新版媒體引擎以及更新版顯示引擎等特性也為它帶來了更強的生產力屬性。

與此同時，十一代酷睿在AI方面也有了不小的提升，它支持英特爾 Gaussian 和神經加速器 2.0與DP4a神經網絡推理指令集，既可以在視頻會議時實現背景模糊與噪音抑制，又能通過專用的AI指令大幅提升照片的處理速度，對追求生產力與移動辦公體驗的上班族十分友好。

IO ：原生支持Thunderbolt 4和USB4接口

IO方面，十一代酷睿原生加入了對Thunderbolt 4和USB4接口協議的支持，支持具有多達4個Thunderbolt 4接口的塢站與雙4K/單8K輸出。與此同時，它還支持CPU直連PCIe 4.0通道。在此之前，外接PCIe設備都是走PCH通道的，這會受到OPI總線帶寬的限制，在多設備連接的情況下，較小的帶寬就無法滿足多設備的需求，在這種情況下就會出現卡頓或較高的性能損耗。而憑借直連PCIe4.0通道帶來的高帶寬，用戶就可以獲得更高的硬盤速度和更小的顯卡性能損耗（外接顯卡狀態下），這使得整個平臺的綜合實力得到大幅度提升，有效提升了輕薄本的的娛樂與生產力屬性。

結合上文對銳炬Xe顯卡的介紹來看，高速接口的加入與顯卡性能的增強在一定程度上對應了逐漸普及的超清&多屏影音需求。有了這樣的硬件支持，搭載十一代酷睿的筆記本最高可外接單8K/雙4K顯示器，可以滿足大部分用戶的工作&娛樂需求。

總結

通過制程工藝與內核的創新，十一代酷睿的CPU獲得了20%的性能提升與更為出色的能效比。可以在同等性能下消耗更少的電量，這對強調續航能力的輕薄本而言，具有十分重大的意義。而Xe-Lp低功耗顯卡的推出則讓輕薄本在很大程度上減少了對獨立顯卡的依賴。這既可以減少GPU與CPU“搶電”的問題，又可以為筆電帶來更長的續航。除此之外，少了獨立顯卡的包袱，輕薄本也可以擁有更多的散熱&主板空間，從而為廠商們留出更大的設計余地，使消費者能夠見到更多個性化的筆電產品。

責任編輯：PSY