來源：超能網(wǎng)
"14nm"，一個令 DIY 玩家五味雜陳的名詞，伴隨著英特爾下一代的桌面端的 Alder Lake-S 處理器即將到來，14nm 制程終于被掃進(jìn)英特爾的歷史垃圾堆里面，目前的英特爾最新桌面端處理器 Rocket Lake-S 家族將是其 14nm 的 " 末代皇帝 "。作為一個從 2014 年就推出產(chǎn)品的一代制程工藝，能堅持這么多年仍然還在服役本身也是一個傳奇，看著它即將離我們而去，我們也更想從它身上多挖出來一點(diǎn)東西，也算做是為其送行之舉。
英特爾的消費(fèi)級移動端產(chǎn)品早已采用 10nm 制程工藝，目前最新的 11 代移動端酷睿 Tiger Lake-H 處理器更是采用 10nm SuperFin 工藝打造，于是在這個英特爾桌面端用上 10nm 之前的時間點(diǎn)，我們想看看，不同制程工藝下的桌面端 Rocket Lake-S 與移動端 Tiger Lake-H，在同功耗下的性能到底是個什么差別。
具體對比的處理器是酷睿 i7-11800H 與酷睿 i7-11700K，酷睿 i7-11800H 所用的平臺是七彩虹將星 X15 AT 游戲本，酷睿 i7-11700K 的平臺則是如下所示：
由于本次要測試的是 " 在同功耗下的性能到底是個什么差別 "，所以很重要的一點(diǎn)是要在酷睿 i7-11700K 平臺上進(jìn)主板 BIOS 將 CPU 的 PL1 和 PL2 功耗設(shè)置為與酷睿 i7-11800H 平臺一樣的數(shù)值。
酷睿 i7-11800H 平臺用的是七彩虹將星 X15 AT 游戲本自帶的控制中心 Control Center 3.0 中的性能模式，在該模式下，通過 HWiNFO 可以看到這顆酷睿 i7-11800H 的 PL2 為 109W、PL1 為 65W，PL1 狀態(tài)的響應(yīng)時間是 56 秒，即從 PL2 開始過 56 秒后開始生效 PL1 狀態(tài)，等效可以理解為 PL2 的持續(xù)時間是 56 秒。
當(dāng)然，具體還是要以實(shí)測為準(zhǔn)，于是我們通過循環(huán)運(yùn)行 Cinebench Release 20 全核渲染來模擬酷睿 i7-11800H 在實(shí)際應(yīng)用環(huán)境中的高負(fù)載情況，并且用 HWiNFO 來監(jiān)測和記錄系統(tǒng)信息，得到酷睿 i7-11800H 的功耗曲線如下：
通過曲線可以看到酷睿 i7-11800H 通過軟件檢測的峰值功耗到過 104W，與 PL2 的 109W 基本相符，之后也確實(shí)穩(wěn)定在 65W 左右，與 65W 的 PL1 功耗相符。酷睿 i7-11800H 從 PL2 功耗到 PL1 功耗的過程是緩慢下降的，在 71 秒的時刻有一個波谷，這是因?yàn)檠h(huán)運(yùn)行的 Cinebench Release 20 剛好到這里第一次渲染完畢，之后啟動第二次的渲染可以看到功耗又回到 PL2 的狀態(tài)下，直到進(jìn)入 PL1 狀態(tài)。
之后的每次功耗明顯波動都是因?yàn)?Cinebench Release 20 剛好前一次渲染完畢功耗出現(xiàn)波谷，接下來重新啟動渲染于是功耗出現(xiàn)一個峰值。如果一直在渲染狀態(tài)下的話，后面的功耗曲線將一直在 PL1 狀態(tài)的 65W 上下小幅度波動。
在驗(yàn)證了七彩虹將星 X15 AT 上的這顆酷睿 i7-11800H 的 "PL2 為 109W、PL1 為 65W" 基本與事實(shí)相符之后，接下來要驗(yàn)證的就是 PL2 的持續(xù)時間，以及如何穩(wěn)定的讓 PL2 的持續(xù)時間能穩(wěn)定重現(xiàn)。
英特爾處理器的 PL2、PL1 功耗調(diào)度之間內(nèi)部有一個復(fù)雜的機(jī)制，簡單的呈現(xiàn)就是：如果一直全核心高負(fù)荷運(yùn)行，則將一直保持在 PL1 狀態(tài)運(yùn)行，而如果中間給 CPU 一段喘息的時間，則它將依據(jù)情況重回 PL2 狀態(tài)一定時間。如果這個喘息的時間極短，那么就像上圖一樣可以看到，重回 PL2 的時間也是瞬時的，然后馬上就進(jìn)入到 PL1 狀態(tài)。
而多給些喘息時間，則重回 PL2 后的持續(xù)時間也會延長，但是最長也不會超過設(shè)定的 PL2 的持續(xù)時間，不過軟件讀出的 PL2 的持續(xù)時間并不一定與事實(shí)相符，所以還是得實(shí)際測試。
測試方法是先運(yùn)行 Cinebench Release 20 讓酷睿 i7-11800H 從 PL2 進(jìn)入到 PL1 狀態(tài)，之后停止程序讓平臺待機(jī)，記錄待機(jī)時間，待機(jī)一定時間后重啟 Cinebench Release 20 測試，用 HWiNFO 來監(jiān)測和記錄系統(tǒng)信息，得到不同待機(jī)時長后的酷睿 i7-11800H 滿載功耗曲線。
通過功耗曲線可以看到，待機(jī) 30 秒的話，PL2 持續(xù)時間約為 38s，待機(jī) 1 分鐘的話，PL2 持續(xù)時間約為 63s，待機(jī) 2 分鐘的話，PL2 持續(xù)時間約為 69s，待機(jī) 4 分鐘的話，PL2 持續(xù)時間約為 71s，待機(jī) 8 分鐘的話，PL2 持續(xù)時間約為 69s，故認(rèn)為酷睿 i7-11800H 的 PL2 持續(xù)時長為 69s，待機(jī)時間至少需要 2 分鐘。之后的性能測試每一項(xiàng)測試前都打開軟件然后靜止兩分鐘之后再點(diǎn)擊開始按鈕開始測試。
接下來同理我們也要將桌面平臺的酷睿 i7-11700K 也盡量控制在 "PL2 為 109W、PL1 為 65W、PL2 持續(xù)時長為 69s" 這種狀態(tài)下測試。首先我們將桌面平臺的酷睿 i7-11700K 也在主板 BIOS 中將 PL2 設(shè)定為 109W、PL1 設(shè)定為 65W，PL1 狀態(tài)的響應(yīng)時間設(shè)置為 56 秒（即 PL2 的持續(xù)時間）。
不過這樣的設(shè)置下發(fā)現(xiàn)酷睿 i7-11700K 的實(shí)際 PL2 的持續(xù)時間還要明顯小于 56 秒，即使待機(jī)很久時間也是這樣，距離我們要求的實(shí)際 PL2 持續(xù)時長為 69s 的要求相差甚遠(yuǎn)。由于主板在 PL1 狀態(tài)的響應(yīng)時間這項(xiàng)不是可以手動輸入任意值，而是在一些已經(jīng)預(yù)設(shè)好的數(shù)值選項(xiàng)中進(jìn)行選擇，最終筆者得到如下兩個 PL1 狀態(tài)的響應(yīng)時間設(shè)定值下的實(shí)際 PL2 的持續(xù)時間最為接近目標(biāo)值 69s。
主板中選擇 PL1 狀態(tài)的響應(yīng)時間為 112 秒時，通過功耗曲線可以看到，待機(jī) 2 分鐘的話，PL2 持續(xù)時間約為 75s，待機(jī) 4 分鐘的話，PL2 持續(xù)時間約為 78s，待機(jī) 8 分鐘的話，PL2 持續(xù)時間約為 81s。
主板中選擇 PL1 狀態(tài)的響應(yīng)時間為 96 秒時，通過功耗曲線可以看到，待機(jī) 2 分鐘的話，PL2 持續(xù)時間約為 56s，待機(jī) 4 分鐘的話，PL2 持續(xù)時間約為 64s，待機(jī) 8 分鐘的話，PL2 持續(xù)時間約為 69s。
考慮到桌面平臺的 PL2 狀態(tài)不是像移動平臺那樣逐漸下滑至 PL1，而且全程保持滿功耗，并且軟件監(jiān)測的酷睿 i7-11700K 在 PL2 設(shè)置為 109W 后實(shí)際功耗峰值為 110W 左右也高于酷睿 i7-11800H 的 104W 一點(diǎn)，故最終決定選取酷睿 i7-11700K 主板中選擇 PL1 狀態(tài)的響應(yīng)時間為 96 秒為測試狀態(tài)，待機(jī)時間控制為 4 分鐘。
Sandra 2020 理論性能測試
Sisoftware Sandra 測試方面，可以看到酷睿 i7-11800H 的性能是要明顯強(qiáng)于同功耗下的酷睿 i7-11700K 的，平均下來領(lǐng)先為 20.26%。
3DMark CPU Profile 理論性能測試
3DMark CPU Profile 理論性能測試的結(jié)果比較穩(wěn)定，并且可以簡單明了的看到不同線程下的性能區(qū)別，從結(jié)果來看單線程下酷睿 i7-11700K 還是要強(qiáng)于酷睿 i7-11800H 的，這是由于單線程下他們的功耗限制都不會成為兩款 CPU 沖擊高頻的瓶頸，而酷睿 i7-11800H 最高只能單核 4.6GHz，酷睿 i7-11700K 卻可以達(dá)到 5.0GHz。
此外，假設(shè)它們的兩種微架構(gòu)的 IPC 性能是一樣的話，酷睿 i7-11700K 憑借 5.0GHz 的時鐘頻率是要比酷睿 i7-11800H 高出約 8.7% 的性能的，本次測試的結(jié)果是酷睿 i7-11700K 高出 8.4%，差別不是很大，可以認(rèn)為這兩種微架構(gòu)的 IPC 性能差不多。
而雙線程的話，看起來功耗限制是成為了瓶頸的，酷睿 i7-11700K 不能在功耗限制下兩個核心都達(dá)到 5.0GHz，故而酷睿 i7-11800H 實(shí)現(xiàn)了反超，不過這里反超幅度還不算很大，也就是說調(diào)用雙核的話這個功耗限制對于酷睿 i7-11700K 還不那么明顯。
從 4 線程開始，同功耗下酷睿 i7-11800H 的性能優(yōu)勢就很明顯了，并且從 2 線程到 16 線程酷睿 i7-11800H 的優(yōu)勢差距越來越大，說明功耗限制對于酷睿 i7-11700K 越來越明顯。最大線程下的具體分?jǐn)?shù)其實(shí)與 16 線程測試中差不多，屬于正常的分?jǐn)?shù)波動。綜合最大線程與 16 線程的情況來看，酷睿 i7-11800H 的多核性能是要平均下來領(lǐng)先同功耗下的酷睿 i7-11700K 約 31.1% 的。
3Dmark 物理測試
3Dmark 的這幾項(xiàng)物理測試模擬的是不同游戲環(huán)境下 CPU 的性能，具體對于這幾項(xiàng)物理測試的具體 CPU 調(diào)度情況我們不太清楚，大致看起來似乎類似前面雙線程到多線程的情況，從結(jié)果來看可以認(rèn)為隨著游戲壓力的越來越大，酷睿 i7-11800H 逐漸呈現(xiàn)出領(lǐng)先優(yōu)勢。對于最新的 DX12 游戲的 4K 分辨率環(huán)境，酷睿 i7-11800H 在本次測試的功耗限制下要領(lǐng)先酷睿 i7-11700K 約 26.7%。
其他理論性能測試
從這些測試的情況來看，與前面的結(jié)果相符：在同樣的功耗限制下酷睿 i7-11700K 由于單核設(shè)計頻率更高，單線程的性能表現(xiàn)要勝過頻率設(shè)計更低的酷睿 i7-11800H，但是多核負(fù)載的情況下則相反，10nm 的酷睿 i7-11800H 可以在同樣的功耗下發(fā)揮出更高的性能。
創(chuàng)作能力測試
在實(shí)際的一些創(chuàng)作應(yīng)用環(huán)境下，酷睿 i7-11800H 的多核性能優(yōu)勢相比前面的其他理論性能測試項(xiàng)目中的成績要更明顯些，比較接近于前面 3DMark CPU Profile 理論性能測試的結(jié)果，酷睿 i7-11800H 的多核性能領(lǐng)先同功耗下的酷睿 i7-11700K 約 30% 左右。
酷睿 i7-11700K 隸屬于 Rocket Lake-S 處理器家族，采用 Cypress Cove 微架構(gòu)打造，這個微架構(gòu)的 CPU 部分其實(shí)就是 14nm 版本的 Ice Lake 的 Sunny Cove 微架構(gòu)，而酷睿 i7-11800H 隸屬于 Tiger Lake-H 處理器家族，采用 Willow Cove 微架構(gòu)。
就微架構(gòu)方面來說，Sunny Cove 微架構(gòu)相比之前的 Skylake 具有大幅度的 IPC 性能提升，而 Willow Cove 微架構(gòu)相比于 Sunny Cove 微架構(gòu)則主要是來自更好的制程工藝給到的更高的頻率表現(xiàn)，IPC 性能方面則是差不多，從本次的測試也可以簡單看到酷睿 i7-11700K 與酷睿 i7-11800H 的 IPC 性能確實(shí)相差無幾。并且由于成熟的 14nm 工藝可以讓酷睿 i7-11700K 去到更高的頻率，所以在本次測試的功耗沒有造成瓶頸的單線程性能方面，酷睿 i7-11700K 憑借高頻還是要強(qiáng)于酷睿 i7-11800H。
但是到了多線程性能方面，由于功耗的限制，酷睿 i7-11800H 呈現(xiàn)出碾壓同功耗下酷睿 i7-11700K 的情況，領(lǐng)先幅度約為 30%。由于它們功耗限制情況保持統(tǒng)一，所以也可以認(rèn)為在這樣的功耗下酷睿 i7-11800H 的能耗比高出 30%。
就這個差距來說明顯是相當(dāng)大的了，曾經(jīng)的 14nm 放到今日確實(shí)已經(jīng)英雄遲暮，急需新的制程來接棒，而看起來英特爾的 10nm 工藝現(xiàn)在已經(jīng)相當(dāng)成熟到可以沖擊高頻，接下來的第 12 代酷睿處理器 Alder Lake 我們就將看到英特爾 10nm 工藝在桌面端的首次亮相。
