英特尔十代酷睿处理器内部结构（只认性能你就输了）

英特尔十代酷睿处理器内部结构（只认性能你就输了）如你所见，Y系列和U系列酷睿直接跳过了第九代——2019年下半年你所能买到的轻薄本产品要么搭载第八代酷睿（如i5-8265U），要么武装第十代酷睿（如i5-1035G1）。实际上，代号为“Ice Lake”的第十代移动酷睿处理器隶属于Y系列（Ice Lake-Y，9W TDP）和U系列（Ice Lake-U，15W和28W TDP），也就是专门针对无风扇、标准、高性能轻薄本定制的超低功耗版酷睿平台，而2019年4月份面世的第九代移动酷睿平台则隶属于H系列（Coffee Lake Refresh-H），仅适用于高性能的游戏本。2006年，英特尔将奔腾打入冷宫，同时叩了酷睿时代的大门，名曰“Core”的微构架是英特尔狙击AMD多核架构的利器，并最终成为了AMD复兴梦想的终结者，让英特尔在未来十年的CPU战争中始终保持优势地位。在笔记本领域，英特尔将2010年推出的“Arrandale”划入了第

前不久，英特尔公布了第十代酷睿处理器 “Ice Lake”的命名规则，AnandTech网站也曝光了“次旗舰”级别酷睿i7-1065G7处理器的实测性能（详见《10nm 新架构 Iris Plus核显 第十代酷睿到底有多强？》）。

从结果来看，i7-1065G7的CPU性能提升幅度不算太大，GPU性能则表现抢眼，总体表现似乎没有达成广大消费者对这款最新10nm处理器的心理预期。实际上，第十代酷睿的重点并非性能提升，而是更多影响体验的特性升级。

下面，咱们就来全面解析一下Ice Lake平台的最新特性。字数较多，大家可以先收藏，再仔细阅读哈。

第九代低功耗酷睿哪去了？

2006年，英特尔将奔腾打入冷宫，同时叩了酷睿时代的大门，名曰“Core”的微构架是英特尔狙击AMD多核架构的利器，并最终成为了AMD复兴梦想的终结者，让英特尔在未来十年的CPU战争中始终保持优势地位。

在笔记本领域，英特尔将2010年推出的“Arrandale”划入了第一代酷睿处理器平台，随后又经历了Sandy Bridge→Ivy Bridge→HasWell→BroadWell→Sky Lake→Kaby Lake→Coffee Lake→Coffee Lake Refresh的进化。

细心的朋友不难发现，英特尔第八代移动酷睿处理器（Kaby Lake-U）诞生于2017年8月。问题来了，第九代移动酷睿处理器在2019年4月才刚刚发布，第十代移动酷睿平台的诞生是否太过急躁？

实际上，代号为“Ice Lake”的第十代移动酷睿处理器隶属于Y系列（Ice Lake-Y，9W TDP）和U系列（Ice Lake-U，15W和28W TDP），也就是专门针对无风扇、标准、高性能轻薄本定制的超低功耗版酷睿平台，而2019年4月份面世的第九代移动酷睿平台则隶属于H系列（Coffee Lake Refresh-H），仅适用于高性能的游戏本。

如你所见，Y系列和U系列酷睿直接跳过了第九代——2019年下半年你所能买到的轻薄本产品要么搭载第八代酷睿（如i5-8265U），要么武装第十代酷睿（如i5-1035G1）。

如此算来，Ice Lake发布的时间节点其实是刚刚好。

10nm终于现世 7nm蓄势待发

按照英特尔的“嘀嗒”（Tick-Tock）战略，诞生于2016年的第七代酷睿（Kaby Lake）就应该使用10nm工艺制造了。然而，10nm制程的不断延期，逼得英特尔只能打磨现有的14nm，且在此基础上衍生出了“14nm ”和“14nm ”工艺并沿用至今。

英特尔14nm工艺的首发，其实是来自2014年底上市的第五代移动酷睿Broadwell-Y平台，也就是我们熟悉的第一代酷睿M，如Core M-5Y31

小提示： 英特尔曾在2018年推出过i3-8121U这样10nm制程工艺的“样品”，但这款处理器的规格较低，孱弱的性能并未发挥新工艺的优势，很快就淡出了消费者的视野。

我们不妨将目光投向手机芯片领域。台积电早在2018年就量产了7nm制程工艺，并成就了苹果A12、麒麟980和骁龙855的赫赫威名。

2019年下半年，台积电将推出引入EUV极紫外光刻技术的第二代“7nm ”工艺，该技术可以让晶体管的位置更精确，芯片上的晶体管密度可以增加20%，使得单位面积的芯片性能更强大，能耗更低。

与此同时，三星7nm EUV工艺也将于2019年内量产，二者在“纸面的数字”上都能继续保持对英特尔工艺的压制。

在竞争对手即将带来7nm EUV工艺的时间节点，英特尔才推出10nm工艺，是不是有点晚？

按照英特尔的话说，三星和台积电以往采用的晶体管工艺计算公式并不科学。如果从晶体管密度和最小栅极间距两个参数来看，英特尔14nm比对方10nm还要先进，自家的10nm则可媲美对方的7nm工艺。

英特尔给出的逻辑晶体管密度计算公式

但是，台积电和三星即将量产的却是有着EUV技术加持的第二代7nm工艺，它与英特尔的10nm工艺究竟孰强孰弱，还得等实物上市后才能知晓 。

换句话说， 竞争对手的7nm EUV不会比英特尔的10nm差却是不争的事实，这意味着后者已经无法占据工艺层面的制高点了。

实际上，英特尔10nm制程工艺之所以屡屡跳票，是因为工程师在基础设计阶段过于激进，实际晶体管的密度难以达到最初设计的预期值。

据英特尔首席工程官兼技术、系统架构和客户端产品部分总裁文卡塔·伦度金塔拉透露，英特尔已经在10nm的曲折经历中吸取了大量经验，而7nm工艺将由独立的体系和团队负责（与10nm同步展开），因此新工艺的晶体管密度、功率、性能以及进度可预测性较上代有了大幅进步，有望在2020年就正式推出采用EUV技术的7nm芯片，并重新在微观水平上兑现摩尔定律。如果一切顺利，刚刚量产的10nm很可能成为英特尔所有制程里最“短命”的一代。

但无论如何，随着搭载10nm工艺的第十代移动酷睿Ice Lake处理器的笔记本上市，英特尔有望逐步收复过去一年来流失的份额，全面迎击AMD移动锐龙家族的挑战。

微架构升级 核显再度进化

为了展现“十全十美”这个美好词汇，英特尔Ice Lake集最先进的晶体管技术和全新的微架构于一身，从CPU到GPU、从内存到多媒体、从显示输出到图像处理，再从互连总线到雷电3，第十代移动酷睿处理器堪称“全新打造”，也是迄今为止最为先进的笔记本平台。

为此，英特尔还专门为Ice Lake平台的酷睿i7、酷睿i5、酷睿i3三大产品序列和锐炬Iris Plus核芯显卡都更换了全新的LOGO标识，看起来更具科技感和仪式感。

接下来，我们就将对Ice Lake平台的全新特性依次进行解读。

来自微架构的升级

除了采用10nm制程工艺以外，第十代移动酷睿Ice Lake最大的特色就是改用了全新的“Sunny Cove”微架构，它通过更深（Deeper，缓存更大）、更宽（Wider，执行管线更多）、更智能（Smarter，更好的算法）的特性大幅提升了IPC性能，并在AI、存储、网络、矢量等方面进行了全方位改进，将成为英特尔未来诸多新架构的开端之作。

IPC（Instruction Per Clock，每个时钟的指令），它将决定CPU每一时钟周期内所执行的指令多少，是衡量CPU微架构性能的重要指标。业内用于判断CPU性能的基本公式为IPC×时钟频率（MHz），翻译过来就是在主频相同时，IPC性能提升多少，就代表这颗CPU的性能提升了多少。

根据英特尔的数据显示，Ice Lake的IPC性能相较第六代酷睿Sky Lake提升了18%，但当年i7-6500U（双核四线程）的最高主频只有3.1GHz，而第十代酷睿i7（四核八线程）的最高主频为4.1GHz，所以新一代酷睿CPU整体性能的提升幅度将更为可观。

细心的朋友可能已经发现了一个问题——Ice Lake的最高主频只有4.1GHz？要知道在第八代移动酷睿处理器阵营中，同属U系列的i7-8565U、i7-8559U、i7-8650U、i5-8269U的主频分别达到了4.6GHz、4.5GHz、4.2GHz和4.2GHz，为啥有着全新工艺和架构支持的新一代酷睿最高主频不升反降？

由于Sunny Cove微架构大幅提升了IPC性能，所以即便第十代移动酷睿处理器的主频有所降低，其CPU性能也有机会超过上代同档次但主频更高的前辈们。至于实际的性能差异，感兴趣的朋友请点击《10nm 新架构 Iris Plus核显 第十代酷睿到底有多强？》。

核显游戏不是梦

在第八代移动酷睿处理器家族中，其集成的核芯显卡（下文简称核显）存在24个EU执行单元的UHD620，以及48个EU执行单元的锐炬Iris Plus 650两个版本，EU单元越多性能越强。其中，UHD620用于5W TDP的Y系列（如i5-8200Y）和15W TDP的U系列（如i5-8265U），而锐炬Iris Plus 650则是28W TDP的U系列（如i5-8259U）专属。

第十代移动酷睿Ice Lake的第二大特色，就是提供集成32个EU执行单元的UHD（具体型号未知），以及集成48或64个EU执行单元的锐炬Iris Plus核显（具体型号未知）。

其中，UHD主要用于9W TDP的Ice Lake-Y系列，而48/64个EU单元的Iris Plus则适配15W和28W TDP的Ice Lake-U系列。换句话说，英特尔要大幅提升Y系列处理器的图形性能（EU单元从24个提升到32个），并让Iris Plus逐渐走向主流市场（首次被15W版本的U系列猎装）。

除了增加EU单元数量以外，Ice Lake的核显架构也升级到了Gen 11（八代酷睿以Gen 9.5为主），它支持VNNI、Cryptographic ISA、AVX-512指令集，并对每个EU内的FPU浮点单元都进行了重新设计，包括拓宽架构、优化能效、重塑内存子系统、增强光栅器、增大三级缓存等。

同时，Gen 11核显还引入了“Adaptive Sync”（自适应垂直同步技术，类似英伟达的G-Sync），可以让高刷新率的显示器自动实时同步游戏的帧速，从而有效避免画面撕裂的问题。

此外，Gen 11核显在多媒体和显示性能上也进行了优化，比如支持HEVC(H.265)/VP9视频解码（10bit 4K@60FPS或8K@30FPS），支持DP1.4 HBR3、HDMI2.0b和三屏独立输出功能，集成FP16 HDR显示流水线，支持HDR10、杜比Vision和BT.2020色域等。

别小看这些功能哦，要知道想在4K@60fps下实现完整的HDR效果，在过去可是只有GeForce GTX 10系列的高端独立显卡才能实现的！

由于Gen 11核显拥有更强悍的游戏动力和多媒体功能，所以其全速运行时需要消耗更多的功耗。

为了让Ice Lake可以“完美驾驭”新一代核显的全部性能，英特尔不得不限制第十代移动酷睿CPU部分的最高主频，用“节省”下来的TDP来驱动GPU核显，而这就是十代酷睿主频不升反降的根本原因。同时，第十代酷睿Y系列的TDP也从上代的5W拔高到了9W，也从侧面反映出Gen 11核显的翻天变化。

那么，Gen 11核显究竟有多强？根据英特尔公布的对比数据来看，八代酷睿集成的UHD620除了《CS：GO》以外，在《彩虹六号：围攻行动》、《火箭联盟》、《尘埃：拉力赛2.0》、《坦克世界》和《堡垒之夜》等主流游戏中很难避免卡顿现象（平均帧数低于30FPS），而集成Iris Plus核显的十代酷睿则可轻松突破30FPS大关从而带来更流畅的游戏体验，足以媲美甚至超越往日入门级的独立显卡。

值得关注的是，此次英特尔还有意引导OEM厂商在第十代移动酷睿的cTDP设计上下功夫。

所谓cTDP，即允许厂商针对产品特点对CPU进行定制功耗。以标准15W TDP的U系列酷睿为例，其可配置的TDP-up最高可达25W，而可配置的TDP-down则低至10W。在英特尔的DEMO展示中，搭载第十代移动酷睿的笔记本可以一键在15W TDP（标准模式）或25W TDP（类似狂暴模式）间切换。

据悉，U系列十代酷睿在25W下的游戏帧数相较15W时可以再提升33%，此时的性能甚至可领先于AMD最新移动锐龙7-3700U集成的Radeon RX Vega 10核显！

总之，在Gen 11核显的帮助下，让第十代移动酷睿无需搭配额外的独立显卡，就具备在中低画质下流畅运行主流3D游戏的资质，从而让OEM厂商可以优化主板布局以增加电池容量或继续瘦身。希望DEMO展示中的可切换TDP设计能成为新一代笔记本的标准功能，并迫使英伟达和AMD进一步提升入门级独立显卡的规格，赋予轻薄本更强悍的游戏性能。

为了配合Gen 11核显，英特尔还准备了新一代显卡控制中心，它增加了很多类似NVIDIA Experience的功能，现已支持超过400款游戏自动优化，并且可以针对每一款游戏提供详细的参数设置。

第一次拥抱AI

毫无疑问，AI人工智能是未来所有计算设备都应具备的基础能力，因此英特尔从第十代移动酷睿Ice Lake开始第一次大规模部署AI。

具体来说，Sunny Cove架构支持DLBoost机器学习加速，兼容Windows ML、Intel OpenVINO、苹果CoreML等框架，结合全新的Gen 11核显和低功耗加速器，其AI性能相比八代酷睿提升了最高2.5倍。

在实际应用中，基于AI机器学习的Dynamic Tuning 2.0动态调节技术可以预测工作负载，分析并判断出哪些核心处于最优状态，在高负载任务时会优先选择这些核心来承担工作压力，从而让处理器更长时间运行在更高性能状态。在过去，英特尔的加速功能是通过随机抽选核心来承担高负载任务，而这些核心当时可能并未处在最优状态，由此可能造成效率的滞后。

同时，在Adobe After Effects这类视频编辑软件中，用户只需从几个关键画面帧中圈中需要抠掉的人物，人工智能就可以自动识别整段视频帧中所有涉及相关人物的画面并将其抹掉，同时填补被路人遮挡的区域，并不需要用户逐帧处理。再以本地图像识别为例，八代酷睿需要数分钟才能完成的AI识别和推理工作，新一代酷睿可能只需要数十秒即可完成。

换句话说，就好像当年热门应用逐渐引入GPU加速功能一样，未来会有更多程序会带来AI加速选项，而第十代移动酷睿Ice Lake在开启这类功能时就能实现更高的执行效率。

更出色的周边性能

前文已经提到，第十代移动酷睿Ice Lake将采用Gen 11核芯显卡，虽然更多的并行处理单元可提升性能，但也代表着需要更高的内存带宽才能“火力全开”。

因此，英特尔对内存控制器进行了升级，让其支持最大32GB容量的LPDDR4-3733MHz内存（板载内存颗粒形态，四通道32bit），或最大64GB容量的DDR4-3200MHz内存（传统内存条形态，双通道64bit），超过50GB/s的内存带宽足以释放Gen 11核显的性能潜力。

从上图中我们还能看到Ice Lake的CPU部分集成了两个关键单元，其一是第四代的图像处理单元（IPU），它支持最高1600万像素的摄像头，可进行1080P@120FPS或4K@30FPS视频录制，通过单个IR/RGB摄像头模组就能实现Windows Hello人脸识别技术。

此外，Ice Lake还是英特尔旗下首款直接集成雷电3控制器的处理器平台，兼容未来的USB 4规范，这意味着今后搭载十代酷睿处理器的笔记本都有机会将“接口中的皇帝”——雷电3作为标配，获得40Gbps的传输速度、100W PD协议的供电能力，可以让轻薄本通过外置显卡随时获得同期高端台式机的游戏动力。

虽然Ice Lake上的PCH芯片还停留在14nm时期，但它的功能依旧不可小觑，让第十代移动酷睿的无线通讯技术提升到了Wi-Fi 6 GIG ，支持802.11ax，单个无线连接带宽可达2.4Gbps，相对上代Wi-Fi 5（802.11AC）延迟降低75%、覆盖范围提升4倍，支持更多设备的稳定连接。

当然，英特尔并没有强制OEM厂商必须为十代酷睿笔记本搭配支持Wi-Fi 6 GIG 的无线网卡（AX201），所以大家不要指望定位偏低的新品可以享受到第六代Wi-Fi的魅力。

除了上述特性以外，第十代移动酷睿Ice Lake还支持全新的傲腾H10混合固态硬盘（英特尔16GB/32GB傲腾内存与256GB/512GB/1TB QLC固态硬盘的结合体），并对从八代酷睿开始引入的Audio DSP功能（低功耗下的语音唤醒）进行了升级，具备更好的功耗表现。

总之，第十代移动酷睿Ice Lake通过全新的工艺和架构实现了性能上的突破，并集全新的无线网络技术、存储技术和AI技术于一身，打破了过去移动平台在图形性能（Gen 11核显）、网络性能（Wi-Fi 6）、存储性能（傲腾H10）、连接性能（雷电3）、人工智能（DLBoost）等方面的瓶颈，让新一代轻薄本得以全方位的体验升级。

那么，第十代酷睿处理器的实际表现真的可以达成“十全十美”的既定目标吗？

让我们拭目以待吧。