PC处理器新时代：英特尔的CPU革命

对于英特尔，甚至整个x86处理器行业来说，一次彻底的“变革”已经迫在眉睫。

作为将人类领进数字时代、创造了PC互联网时代辉煌，至今仍在人类社会各个数字科技环节起到关键作用的的“x86”芯片生态，在近几年却被很多人扣上了“落后”的帽子， “Arm架构将会终结x86架构”的说法甚嚣尘上。

但实际上，“x86”和“Arm”这两个名字所对应的只是两个不同的处理器生态，站在处理器产品的视角，两者并不存在先天的优劣势区别。

Arm得以迅猛发展，是由于Arm生态厂商在研发创新上的巨额投入，以及一系列处理器新技术的持续引入。同样的，这也是x86生态厂商的“出路”，而英特尔作为x86的开创者，又一次依靠技术革命，为处理器拉开了新时代的帷幕。

上周英特尔第12代酷睿处理器家族终于发布了U系列以及准标压P系列，标志着第12代酷睿产品家族的完整亮相。作为英特尔的创新之作，在实现大幅性能提升的同时，其背后的技术走向还为英特尔和整个x86生态指出了未来发展的道路。

新架构打造 P 系列准标压性能王者，性能与轻薄全能兼顾

“高性能混合架构”究竟是什么？我们可以先按照字面意思“拆”成两部分：“高性能”和“混合架构”。“高性能”的核心内容在于全新Intel 7制程工艺；“混合架构”对应的则是英特尔首次在x86处理器上实现的“异构化”，无论是站在创新程度还是未来行业影响的角度，后者都是英特尔这一代产品最关键的亮点，成为改变x86生态走向的关键创新。

在英特尔12代酷睿处理器面市之前，x86平台的CPU产品不管有多少个核心，它们的规格总是一致的。在实际的任务分配方面，也比较“简单粗暴”，CPU只要将各种需求大致平均分配到每一个核心即可。

这种策略的好处，是CPU的发展路线比较简单：厂商只需要把每个核心的处理能力增强，然后在一颗芯片之中塞入尽可能多的核心数就可以了。

但正如我们目前所看到的，半导体工艺制程技术的持续发展困难重重，尤其是在目前制程工艺已经越来越接近硅基半导体物理上限的前提下，以往“简单粗暴”的发展路径已不可行。英特尔最终在12代酷睿产品中给出了一个全新思路——“深度优化”。具体的说，就是“从硬件层面，对CPU执行的任务、性能需求进行高度优化”。

这个策略在产品上的体现，是两种新核心“性能核（P核）、能效核（E核）”的出现，让x86处理器第一次让“性能”和“能效”得到了兼顾。

这一里程碑式的进步，在英特尔上周全新发布的、先天对功耗更为敏感的移动平台U系列以及准标压P系列尤为明显。以12代酷睿P系列准标压处理器的旗舰芯片Core i7-1280P为例，就拥有共计14个CPU核心，其中6个是“性能强、功耗高”的性能核（P核）、另外8个是“功耗低、但能效比更高”的能效核（E核），将定位更明确在兼顾性能以及轻薄外形的产品上，取代第11代酷睿 H35 系列产品的位置。

通过这种不同设计目标核心“混合”的特殊设计，相对简单的任务可以全部打包给“能效核”，相对复杂、计算需求大的任务则可以全部打包给“性能核”，不但保证了用户高计算需求的任务的及时响应，同时在低计算需求状态下运转时，功耗更低，能耗比随之大幅上升。

之所以能够实现“混合架构”，主要归功于英特尔全新升级的任务调度中心，官方称之为“英特尔硬件线程调度器”。实际工作过程中，通过处理器和操作系统的双向反馈，将不同类型的程序按照工作情况动态分配到“性能核”或“能效核”上，最终实现性能和能效的兼顾。

通过这一解决思路，英特尔的“混合架构”最终给OEM厂商终端用户带来了明显的改变，以本次受影响最大的笔记本市场为例：

新一代CPU在同等功耗下性能进一步提升，尤其提升了笔记本产品的实际应用能力（旗舰的H系列型号拥有比上一代产品更多的线程数，能够满足更复杂场景的应用）；

新一代CPU能效大幅提升，让所有新产品的运行功耗进一步降低（上一代最低15w，12代酷睿最低9w；12代准标压P系列基础功耗仅为28w，作为准标压性能王者，在性能上已经向上一代35w的H系列产品看齐，并实现替代），让“超轻薄”使用场景如折叠屏、更轻便的“2in1”（形态在笔记本和平板之间转换）成为可能；

最主流的“轻薄”使用场景中，用户可以在相同的功耗下获得更多性能，演化出“高性能轻薄”市场，满足更多用户需求。

在整个12代酷睿移动平台产品家族中，从最高端的H系列、主流的P系列再到主打轻薄的U系列，英特尔总共提供了28款不同参数配置的CPU产品。基于这些产品，英特尔和OEM就能够打造出上百款细分定位的产品。不仅给了OEM厂商更多发挥的空间，同时也让用户拥有了更丰富和“对胃口”的选择。

毫不夸张的说，这对于整个笔记本行业都是一个重大的改变。

在CPU核心以外，英特尔还在12代酷睿中加入了自家最新的锐炬Xe图形显卡，最高端的i7-1280P之中更是一口气拥有96个处理单元，进而提供强大的图形处理能力和视频编解码能力。

值得一提的是，用户的大部分软件应用场景已经被纳入到了智能分配的机制中。英特尔官方也举了一个应用案例：在游戏《杀手3》中，与游戏画面直接相关的任务被分配到“性能核”上，其他不那么重要的杂项则被分配到“能效核”，最终让游戏的运行流畅性提升了8%。

虽然去年下半年，晶圆代工龙头台积电已经投产自家的“5nm”工艺制程，但参考过往行业中各家晶圆制造商制程工艺的实际晶体管密度表现，“Intel 7”与台积电“5nm”的实际表现应该十分接近，都是当下全球最先进的半导体制程工艺，从基础上支撑了12代酷睿处理器产品的最终表现。

对整个半导体行业更重要的，是在这次被应用的“Intel 7”制程工艺背后、英特尔再度燃起的主导半导体行业制造工艺发展的雄心壮志。

去年7月，英特尔官方发布的自身工艺制程发展规划就已经延伸到了“Intel 7”（相当于业界7nm工艺水平）四代之后的“Intel 18A”（相当于业界1.8nm工艺水平）。按照计划，“Intel 18A”将会在2024年中被应用到实际产品之中。

简单点总结，就是英特尔打算在未来2年多的时间里，实现4次“摩尔定律”级别的工艺提升（经典的摩尔定律中，工艺的提升时间间隔是一年半），完全是“油门焊死”的节奏。哪怕这个计划只能被执行80%，也将给英特尔的产品带来巨大的基础芯片性能提升。

Evo 3.0严苛加磅，产品体验再升级

站在笔记本产品的整体视角，CPU固然重要，但实际的用户体验组成其实要复杂的多。

最简单的例如笔记本的厚度、重量、续航能力，又或者是已经成为最基础能力的Wi-Fi、甚至是移动网络能力，还有可能细致到这台电脑是否支持生物识别、能否在睡眠模式下快速唤醒等等。

英特尔很早就意识到了从自己的芯片产品到实际产品之间的“不确定性”，并且给出了解决方案：主动牵头与生态伙伴们深度合作，以“推动产业革新，为产业带来新机遇，同时兼顾用户体验为核心进行技术、产品等创新”为目标，为行业不断打造全新的产品标准。

其中最好的例子莫过于英特尔2011年推行的“Ultrabook超极本”标准，一下子让笔记本行业进入了全面轻薄化的时代，为PC产业的各个合作伙伴带来了新机遇，也为用户带来了新的笔记本电脑使用体验。

随着12代酷睿的推出，英特尔也将自己的Evo设计更新到了第三版，在CPU的硬核提升基础上，进一步促成用户整体体验和PC升级。

在这次的Evo 3.0标准中，英特尔进一步提升了“唤醒能力”、“核心硬件”、“智能功能”、“电池续航”、“网络连接”、“外观尺寸”等方面的要求。

除了将CPU要求从11代升级为12代酷睿之外，Evo 3.0还特别强调了在新冠疫情背景下“智能协作”的需求。包括笔记本的摄像头硬件参数需要1080p分辨率起步、以及笔记本能够运行基于人工智能的动态背景降噪算法。在连接能力方面，Evo3.0的Wi-Fi规格被从6提升到6E，进一步增加了6GHz通信频段的支持。

在寻常的笔记本结构基础上，这一次英特尔还在产品形态上扩充了折叠屏类型。英特尔官方将这一类的产品规定为折叠之后12寸、展开拥有16寸屏幕，同时还拥有独立的蓝牙键盘。在这个相对具体的标准引导下，包括屏幕、笔记本OEM等生产方将快速介入，加速这个类型的产品推出和市场快速成熟。

写在最后

正如我们开篇所提到的那样，半导体行业虽然看起来特别技术、特别复杂，但总归逃不出“付出更多，收获更大”的基础规律。

作为CPU行业过去的绝对领导者，英特尔在去年年初迎来了新的“掌舵人”，英特尔旧将基辛格（Pat Gelsinger）将接替前任斯旺，成为英特尔新任CEO。

最重要的是，基辛格随之推行的一系列战略基本围绕加大技术创新展开，这些改变也如实反映在了财务上：2021年全年，英特尔在自身营收增长了1.4%的基础上，研发投入却足足增加了12%。

这些创新层面的投入，最终造就了我们现如今看到的12代酷睿产品家族，完全可以称作是x86行业的一个新篇章。通过引入“高性能混合架构”，英特尔提供了远比过去多的产品性能、功耗组合，打造除了从9W到125W的超轻薄笔记本到高性能台式机处理器。在这个关键的改变下，英特尔必然能够满足更多来自用户的需求，例如在过往S、H和U系列之外全新开辟的“性能超薄”产品P系列。

可以预见，“高性能混合架构”这个既定路线将在未来一段时间内，为英特尔创造出更多的成长空间。站在更全局的视角来看，在芯片行业中布局甚广、拥有极其丰富的芯片设计制造到解决方案全链路经验的英特尔，正在迎来一个新的“春天”。

在这个过程中，已经交出出色“答卷”的12代酷睿处理器，大概率只是个“起点”。

*图片由intel提供