Intel 12 代酷睿详解：内存频率惊人，架构面向未来

来源：三易生活

日前，英特尔方面召开 2021 年度 " 架构日 " 活动，一口气公布了多达 11 项的新产品和新技术。但在当时我们注意到，大多数 科技 媒体 都将重点放在了刚刚公布的英特尔 ARC（中文名：锐炫）独立显卡上，而对于同台亮相的第 12 代酷睿 Alder Lake 处理器的架构信息，却鲜少进行解析。

既然如此，以我们三易生活的风格，当然就要选择 " 吃螃蟹 "，来尝试解析一下英特尔此次公布关于 12 代酷睿的诸多细节。而事实上，当我们仔细研究了英特尔给出的资料后也发现，英特尔这一次的新架构里，信息量真的很大。

" 大小核 " 正式上位，硬件线程调度器为 Win11 优化

12 代酷睿的产品代号为 Alder Lake，其最大的特征就是 x86 处理器史上首次大规模引入了 " 大小核 " 设计。请注意，在这里我们说的是大规模引入，因为此前其实英特尔就已经在 10 代酷睿产品线里，推出过一款带有 " 试水 " 性质的大小核处理器酷睿 i5-L16G7。

LakeFiled，英特尔首款 " 大小核 " 处理器的代号

当然，以结果来说，酷睿 i5-L16G7 这款处理器无论市场表现还是用户口碑，都称不上出色。而这很大程度上与它只有 "1 大核 4 小核 " 的配置，以及当时 Tremont 架构（和现在的赛扬 N5095、N6210 同架构）小核心不太够用的性能和过低的频率有关。

或许是从酷睿 i5-L16G7 上吸取了教训，在 12 代酷睿上，英特尔一方面对大核和小核的架构都进行了重新设计，大幅提高了 " 能效核心（也就是小核）" 的效能；另一方面通过自家的 "Intel 7" 半导体制程，优化了每一种核心的主频。与初代 " 大小核 " 处理器酷睿 i5-L16G7 相比，12 代酷睿目前已知的大核心主频从 3GHz 提升到了 5.3GHz，小核心主频更是从 1.8GHz 提升到了 3.9GHz，所以光是频率所带来的单核性能受益显然就将不容小觑。

当然，最为重要的是，与初代 " 大小核 " 相比，12 代酷睿此次还大幅增加了核心数量。根据目前已知的信息，12 代酷睿的 " 大小核 " 配置组合基本如下表所示。

可以看到，除了最低端、功耗等级只有 5 瓦的超低压型号外，英特尔这一次都大幅增加了 " 大小核 " 组合中大核心和小核心的数量。特别是在移动端，几乎清一色都有 8 个小核心，所以其理论上的多任务性能比现在的 4 核心低压移动版酷睿，是会强上不少的。

这也就意味着对于 12 代的酷睿来说，其绝大多数型号（包括移动端和桌面端）都会有超过 10 个以上的物理核心，同时还是两种不同架构并行运作。那么，这就当然需要进行专门的核心调度优化了。所以英特尔与微软合作，在 12 代酷睿里集成了一个名为 "Intel Thread Director（暂译为英特尔线程导向器）" 的硬件单元，并确保 Windows 11 系统对其提供了原生的兼容性。

根据外媒 Anandtech 从英特尔方面了解到的信息显示，12 代酷睿内部的核心优先级，依次为大核心→小核心→大核心的超线程逻辑核心。而 Windows 11 系统则会根据当前的功耗和任务繁重情况，自动分派任务给不同级别的核心。

举例而言，当用户在台式机或插电运行的 游戏 本上打游戏时，系统就会将重要的任务（游戏）优先派给大核心执行，不重要的任务（比如后台杀毒）则交给小核心。而如果笔记本电脑处于低功耗运行的状态下，则轻负载任务启动时，可能会被优先交给小核心，以达到节约电量的目的，此时大核心甚至可以被关闭，就像当下的智能 手机 上那样。

PCIE5.0、DDR5 首发，12800MHz 的内存你怕不怕

说完了 12 代酷睿的多核心设计，接下来我们谈谈它此次在 I/O 部分的一些变化。之所以不急着深入解析架构，主要是我们认为 I/O 部分对于消费者的影响可能还要更大一些。

首先，英特尔此次的确是对 12 代酷睿的 I/O 性能进行了极大幅度的升级。一方面，其 CPU 内部直接集成了 16 条全新的 PCIE 5.0 通道 +4 条 PCIE 4.0 通道；另一方面，与之搭配的芯片组（Z690）也将提供 12 条 PCIE 4.0 和 16 条 PCIE 3.0。

很显然，英特尔是想要消费者用 x16 带宽的 PCIE 5.0 去安装显卡，直连 CPU 的 x4 带宽 PCIE 4.0 用于安装主 SSD。但从目前的行业状况来看，PCIE 5.0 显卡或许不会那么早推出，但是采用 PCIE 5.0 x4 接口，读写速度接近 1.5GB/s 的顶级 SSD 却有可能即将面世。

因此在实际的 PC 平台上，主板厂商很有可能会将 12 代酷睿的 PCIE 5.0 带宽分成两部分，一半 PCIE 5.0x8 的带宽用于连接显卡（正好相当于 PCIE4.0 x16），另一半 PCIE 5.0x8 则分解成四条 PCIE 4.0x4，可用于实现板载双万兆网卡、多个直连 CPU 的 PCIE4.0 M2 插槽，或是其他高带宽接口（例如 U2、U3、EDSFF 等企业级的 SSD 接口）等等。

其次，在内存子系统上，12 代酷睿也成为了消费级平台中第一款支持 DDR5 内存的平台。根据英特尔方面公布的数据显示，DDR5 内存的起始频率为 4800MHz，也就是比现在主流的 3200MHz DDR4 内存快了 50% 左右。

可能有的朋友看到这里会觉得有些疑惑，明明现在 DDR4 的高频内存都已经出到 DDR4-5400MHz 甚至更高了，DDR5 起步才 4800MHz，性能岂不是在倒退？

别急，英特尔考虑到了这一点。因为在他们所公布的官方信息中声称，12 代酷睿的内存带宽可以高达 204GB/s。这句话的信息量其实超大，因为大家要知道，这已经相当于顶级的锐龙线程撕裂者 PRO 平台配备八通道 DDR4-3200 内存时的带宽了。仅凭 12 代酷睿的双通道内存控制器，配合 DDR5-4800 内存是绝对到不了这么高的。

和 DDR4 时代相比，超高频 DDR5 内存这次可能会登场得很早

因此可能性就只有一个了，那就是英特尔方面相当于是在明示，已经有内存厂商准备好了等效频率高达 12800MHz 的 DDR5 内存，而且它可以兼容 12 代酷睿，在这个频率下，双通道 128bit DDR5 的带宽就正好是 204GB/s 了。当然，从我们三易生活的经验来看，要想让这么高频率的内存稳定运行，不光 CPU 要支持、主板的用料也不能差，所以 204GB/s 的超高内存带宽，可能得花不少钱才能体验到了。

大核具备 " 逆超线程 " 黑科技，小核性能不输 6 代酷睿

最后，我们来简单讲一下 12 代酷睿的内部架构设计。由于这部分的信息量实在太大，所以我们只会选择最重要的部分进行简单分析。

首先，是 12 代酷睿这一次的大核心架构代号为 "Golden Cove"。其实从名称上也能看出，它与 11 代桌面版的 "Cypress Cove"、10 代移动版的 "Sunny Cove" 是一脉相承的。话虽如此，但它本身其实比前两代的变化都要大得多。

比如说，12 代酷睿的大核心，首次在 x86 处理器上实现了 6 宽度的解码器设计，这意味着它的指令解码能力理论上比之前所有的 x86 处理器都提升了 50% 之多。并且与之配合的，则是它的指令缓存、微操作缓存的吞吐量都几乎翻了一番。而为了能够 " 喂饱 " 这个超大型的指令解码单元，英特尔更是直接将 L2 缓存的缓冲区大小从 5000 条增加到了 12000 条，同样也成为了当前已知民用级处理器中的最大规模。根据英特尔方面的说法，与前代产品相比，12 代酷睿大核心的 IPC 性能增长了多达 19%，这在行业里确实已经算是非常明显的进步了。

然而，这还不是 12 代酷睿大核心最 " 黑科技 " 的设计。还记得我们在前文中曾提及，在 12 代酷睿中核心性能的优先级吗？没错，按照这一设计，12 代酷睿处理器的大核心在日常的大部分时间里，可能都不会动用到超线程功能。为此，英特尔干脆在 12 代酷睿里弄了个特殊设计，允许大核心在不启用超线程时，将原本为超线程功能设计的、多余 μOP 缓存队列直接用于主线程运算，相当于是将核心的部分规格 " 临时加倍 "。还记得 2006 年英特尔曾在自家主板 BIOS 里泄露过的 " 逆超线程 " 技术吗？在 12 代酷睿的大核里，它说不定真的实现了。

与此同时，12 代酷睿的小核心也并不简单。要知道，它的架构其实源自于英特尔多年前的 " 凌动 " 产品线，但经过多达 8 代的改进和重新设计后，无论是性能还是技术指标都已经不可同日而语了。

事实上，12 代酷睿的小核心有一个特别明显的特征，就是它内部的执行端口数量多达 17 个！要知道，它的上一代架构（Tremont）执行端口只有 8 个，而 12 代酷睿的大核心也才只不过 12 个执行端口。但是 12 代酷睿小核心的 17 个执行又并非 17 个功能不同的组件，而是包含了大量重复功能的单元。

图片来自 AnandTech

这就意味着 12 代酷睿的小核心，从一开始就是为运算量不大、但相对重复的计算任务所设计，比如说杀毒、视频编码（游戏直播）、AI 面部识别等等。而这也正好对应了它理想状态下的工作职能，也就是主要用于执行那些辅助性质的程序，从而让大核心可以专注于重负载的主要线程。

当然，如果你非要用 12 代酷睿的小核心去 " 办大事 "，它的性能也不是不够用。事实上，按照英特尔方面公布的信息显示，12 代酷睿的小核心与 6 代酷睿（Skylake）相比，中等功耗条件下的单核性能提升了 40%；同时，12 代酷睿的小核心可以仅使用约 60% 的功耗，就达到 6 代酷睿的峰值单核性能水准。

这话说的有点绕，但在经过了外媒的换算后发现，12 代酷睿小核心的峰值单核性能大约是 6 代酷睿单核性能的 108%，同时其功耗仅比 6 代酷睿的 60% 略多一点。当然，英特尔或许是顾及脸面，没有直接拿 10 代桌面版酷睿进行对比，毕竟 10 代桌面版酷睿还在售，而它的架构其实同样也是 6 代的 Skylake。

换而言之，也就是对于 12 代酷睿来说，哪怕是 2 大核 +8 小核的低端型号，其总体性能也有望超过 10 代酷睿的 10 核心顶配型号。而对于 8 大核 +8 小核的顶配 12 代酷睿来说，性能相比 10 核心的酷睿 i9-10900K 提升 80%、甚至在部分场景里提升 100%，都是有可能的。

总结：12 代酷睿提升不小，但它还只是剧变的前奏

总的来说，虽然英特尔目前还没有对 12 代酷睿的性能进行大规模宣传，但从目前已知的资料中，我们已经感受到了它此次架构改变的巨大以及性能提升的明显。

这是不是一件好事？无论对于 PC 行业、还是对于有志在今年年底或者明年春季换机的消费者来说，当然都是一件大好事。

反过来说，当处理器 / 显卡出现极大幅度的换代性能增长时，同时也意味着新的软件将会大幅提升对于硬件的需求（或者通过指令集适配，在新硬件上明显跑得更快），从而对还在使用老设备的用户造成一定的压力。

不过对于英特尔来说，12 代酷睿的诞生，不仅仅意味着他们成功实现了新品竞争力的大幅提升，同时也意味着他们终于回到了产品快速更迭的轨道上来。至少，根据日前曝光的信息来看，英特尔早已规划好了从 2022 年到 2026 年的多代 " 大小核 " 处理器产品线，一边在研发全新的、可能带来 30% 甚至 50% 性能提升的下代和下下代大核架构。

另一方面，性能高功耗还低的 " 小核心 " 设计，未来也有望被进一步发扬光大。比如说可能会出现由多达 64 甚至 128 个小核心构成的服务器 CPU，也可能会出现由 8 大核 32 小核组成的 40 核民用级新旗舰。

当然，更进一步地说，既然在 12 代酷睿里英特尔已经可以把 "1 大 4 小 " 做到 5 瓦的功耗水准，那么未来会不会有 "2 大 8 小 " 甚至 "2 大 16 小 " 设计的新制程处理器，再次进军智能手机等移动设备领域呢？

不得不说，12 代酷睿打开了英特尔再次大幅进行技术创新的一扇大门。而这扇门里所蕴含的可能性，我们至今甚至还不能完全看透。