事物在發(fā)展過程中,,都有不同的階段,,而對于處理器這條產(chǎn)品線來說,2016年就是那進入爆發(fā)一刻的前夜——就AMD而言,,2016是新一代ZEN架構處理器加速沖刺的一年,,ZEN處理器的各種研發(fā)、流片工作已經(jīng)全部完成,ZEN將在2017年展現(xiàn)出它的全部威力,。同樣,,在2016年英特爾也加緊推出了其采用14nm+工藝的Kaby Lake移動版處理器,并將在2017年帶來性能更加強大的臺式機版產(chǎn)品,。因此簡單來看,,2016年就是處理器通向那性能大爆發(fā)的前夜,只不過在這一夜卻并不那樣平靜,,處理器廠商依然給消費者帶來了眾多驚喜,。
AMD:大力推廣多核心運算
隨著編程語言、編程技巧的提高,,各類游戲,、應用軟件對多核心處理器的支持也越來越好。因此傳統(tǒng)處理器廠商AMD在2016年的一個重點就是加大力度普及多核處理器,。首先在去年第二季度,,AMD在倍受玩家關注的千元級處理器市場推出了最新的8核心處理器:FX-8370。經(jīng)過工藝上的改良,,F(xiàn)X-8370處理器的最大加速頻率達到4.3GHz之高,。
同時它還配備了名為“幽靈”的四熱管大型散熱器,可借助“幽靈”散熱器穩(wěn)定超頻到4.8GHz,,算術性能達到可觀的99.47GOPS,,其性能在中高端處理器中非常突出。當然,,AMD也沒有忘記主流市場的消費者,。在2016年發(fā)布的新速龍845就是其中值得一提的產(chǎn)品,它采用了更先進的CARRIZO核心,,核心面積相比上代產(chǎn)品縮小了23%,,功耗降低了40%。同時它仍采用了四核心設計,,并擁有3.8GHz的加速頻率,,價格卻不到400元,這讓它在市場上得到了主流消費者與網(wǎng)吧業(yè)主的青睞,。
AMD:不斷提升能耗比的APU
依靠工藝的進步,,AMD的APU在2016年也保持了高速更新,首先最值得關注的就是A10-7860K處理器,。雖然這款產(chǎn)品采用的也是Kaveri Refresh核心,,但A10-7860K的TDP熱設計功耗卻從A10-7850K的95W大幅降低到45~65W(動態(tài)調(diào)整),而它的處理器加速頻率仍保持在4.0GHz,,GPU頻率還從720MHz提高到757MHz,,使得這款APU具備更高的能耗比,。
憑借更高的能耗比,適中的價格,,A10-7860K在去年的主流APU市場成為了焦點,。
同時AMD還在2016年推出了一款旗艦級APU產(chǎn)品—A10-7890K APU。得益于工藝上的優(yōu)化,,這款APU的處理器與圖形核心工作頻率都有不小的提升,。其加速頻率達到4.3GHz,擁有多達512個流處理單元的GPU核心工作頻率則進一步增加到866MHz,。從實際使用來看,,A10-7890K APU已具備在全高清分辨率、中等畫質(zhì)設定下流暢運行《坦克世界》,、《使命召喚:黑色行動3》的能力,,令它成為高配整合電腦中的首選核心。
AMD:率先在整機產(chǎn)品采用新一代APU
在2016年,,AMD還發(fā)布了基于Bristol Ridge架構的新一代APU,。Bristol Ridge和Kaveri APU關系不大,反而可看做是之前移動版APU:Carrzio架構的進化版本,。它的CPU部分采用了改進版本的“挖掘機v2”,,GPU部分改進至GCN 1.3(或者稱為GCN 3.0)。Bristol Ridge的主要特色在于它具備更高的同頻性能,,并大幅提升了顯示核心的工作頻率,,旗艦產(chǎn)品A12-9800的GPU加速頻率達到1108MHz之高。當前,,Bristol Ridge APU主要用在惠普,、聯(lián)想等廠商的整機產(chǎn)品上,預計2017年會出現(xiàn)在零售端市場上,。
總體來看,,獨顯平臺方面,AMD提供了完整的多核心處理器解決方案—從不到400元的四核心處理器再到700多元的FX-8300八核心處理器,,乃至上千元的高頻八核心產(chǎn)品;而在APU方面,,同樣從幾百元到最高千元出頭的多款APU也讓用戶能以很低的成本就擁有四核心處理器,,以及可流暢運行主流游戲大作的GPU核心。
這些產(chǎn)品都遵循了AMD長久以來“相同價格,、性能更強”,、“相同性能、價格更低”的產(chǎn)品設計策略,,而這正是AMD面對強敵能不斷發(fā)展,、生存的主要武器,。顯然,如再借助內(nèi)部設計與性能上取得大幅進步,,即將上市的ZEN架構處理器Summit Ridge,,AMD處理器在2017年的表現(xiàn)將更值得期待。
英特爾:整合更多核心
主攻高端與服務器
在主流消費級市場,,英特爾去年仍以前年發(fā)布的第六代酷睿處理器為核心,,如Core i7 6700K、至強E3-1230V5仍是去年的明星產(chǎn)品,。因為主流領域的市場需求得到滿足,,所以在去年英特爾的更新重點放在了消費級高端與服務器領域,其所依賴的就是Broadwell-E/Broadwell-EP核心,。
由于本次從Haswell-E/Haswell-EP進化至Broadwell-E/Broadwell-EP屬于英特爾架構改進中的“核心不變,、工藝改進”的步驟,也就是傳說中的“Tick”步驟,,因此整體核心只是微調(diào),。如亂序調(diào)度器窗口更大(從60提升至64)、允許更多的指令被重新排隊,,相應地提高了IPC,,其IPC性能略微提升了5%。
與上代產(chǎn)品相比,,Broadwell-EP在核心數(shù),、線程數(shù)、緩存容量上的提升是最主要的更新之處,。
架構方面的總體改進并不大,,包括core和uncore的前端、指令解碼,、緩存,、各種功能單元、總線,、接口等,,都基本維持了和Haswell-EP一樣的設計。尤其是從Ivy Bridge-EP就開始使用,、在Haswell-EP上大幅度改善調(diào)整的環(huán)形總線,,在Broadwell-E/Broadwell-EP上得到了全盤繼承。
相比之前的Haswell-EP上最多掛載18個處理器核心,,Broadwell-E/Broadwell-EP上最高可掛載24個處理器核心,,其雙向、分組環(huán)形總線的設計和緩沖器方案,,使得英特爾能夠在更多核心的情況下,,實現(xiàn)核心資源的有效調(diào)配和控制,。因此Broadwell-E、Broadwell-EP處理器的一個主要更新就是推出了核心數(shù)更多的產(chǎn)品,。
消費級產(chǎn)品方面,,英特爾推出了最高擁有10核心的Core i7 6950X;服務器領域上,,英特爾更帶來了擁有22核心的至強E5-2699V4處理器,,以及擁有24核心的至強E7-8890V4。而這只是開始,,在2017年英特爾還將很快推出多達32核心,、64線程,基于Skylake-EP核心的至強E5-2699V5,。究其原因,,還是在于現(xiàn)在支持多核心運算的軟件越來越多,不論是家用運用環(huán)境還是服務器應用環(huán)境,,都可以通過增加處理器核心數(shù)量在體驗上獲得一定的改善,,因此核心數(shù)量的增加還將持續(xù)進行下去。
英特爾:全面應用14nm 頻率獲得小幅提升
另一方面,,英特爾處理器在去年的最大改變就是全面采用了14nm,,包括采用Broadwell-E/Broadwell-EP核心的高端處理器與服務器產(chǎn)品。它們不僅更節(jié)能,、可以容納更多的元件,、生產(chǎn)成本更低,也帶來了處理器工作頻率的提升,。
在2016年年底露面的Kaby Lake主要改進了14nm生產(chǎn)工藝,,在體系架構上并無大的改進。
如在Broadwell-E處理器核心上,,它還帶來了一個新特性—支持Intel Boost Max Technology(IBMT)3.0技術,,與睿頻2.0技術配合(而非取代),使得處理器最大睿頻達到了4GHz,。而它的TDP依舊與Haswell-E一樣為140W,,在其核心、線程數(shù)進一步增加的同時,,TDP依舊不變,,足見14nm工藝確實不容小覷。
在去年第四季度推出的至強E5-2699A V4處理器擁有高達2.4GHz的基準頻率,、3.6GHz的加速頻率,再配合22核心,、44線程設計,,使得它的多線程運算性能十分強大,。
而在服務器處理器方面,盡管至強E5 V4版本的核心數(shù)已達到最高22顆,,但英特爾仍為它設計了較高的工作頻率,。其最新推出的E5-2699A V4處理器的基準頻率達到2.4GHz,睿頻加速最高頻率甚至可到3.6GHz,,而TDP卻仍僅有145W,。因此在去年架構沒有大幅改變的情況下,通過核心數(shù)量的增加與頻率的提升,,英特爾高端處理器與服務器產(chǎn)品在性能上仍獲得了明顯的進步,。
英特爾:“擠牙膏”的代表——Kaby
Lake開始嶄露頭角
主流市場方面,英特爾Kaby Lake只是Skylake的加強版而已,,主要改進了14nm生產(chǎn)工藝,。
優(yōu)化后的14nm工藝使用了更高的鰭片與更寬的柵極間距,可減小驅(qū)動電流,,降低漏電概率,;而更寬的柵極間距則可以降低晶體管密度,允許每個晶體管產(chǎn)生的熱量有更多的空間擴散,,這有助于降低內(nèi)核溫度并提升頻率,,這也就是說Kaby Lake可以使用更高的工作頻率,具備更好的超頻能力,。如其旗艦版Core i7 7700K的默認頻率就達到4.2GHz,,而Core i7 6700K的默認頻率為4.0GHz。
Kaby Lake的配套核芯顯卡支持硬件編/解碼更多格式的4K視頻,,可以減小CPU的播放功耗,,延長移動平臺的續(xù)航時間。
此外根據(jù)泄露出的評測數(shù)據(jù)來看,,Kaby Lake的風冷超頻頻率可以穩(wěn)定在5.0GHz,。因此Kaby Lake處理器的改進實質(zhì)還是提升能耗比—在同樣功耗下,工作在更高的頻率上,。同時Kaby Lake配套的核芯顯卡對4K視頻的回放進行了改良,,增加了H.265 Main.10、VP9 8/10-bit格式的硬件解碼與編碼,,不僅可流暢播放更多格式的4K視頻,,也可大幅降低4K視頻播放或編碼時的功耗。
綜合來看,,在處理器領域英特爾近幾年來執(zhí)行的“Tick-Tock”戰(zhàn)略并不是讓用戶很滿意,,尤其是在主流消費級產(chǎn)品領域—“擠牙膏”幾乎成了每一代英特爾新處理器的特征。那么什么時候才能再出現(xiàn)從奔騰4到酷睿那樣翻天覆地的變化呢,?這或許還得看競爭對手能給英特爾帶來多大的壓力,,我們期待在預計2018年發(fā)布的10nm Cannon Lake上能看到這樣的奇跡,。
兆芯:大有潛力的國產(chǎn)x86處理器
在以往每年的年終特刊處理器盤點中,我們一般只會總結AMD與英特爾兩家,,且與消費級應用緊密相關的x86處理器,。而在去年總結文章的最后,我們認為兆芯這一主攻消費級應用,、在2016年行業(yè)市場上有所斬獲的國產(chǎn)x86處理器,,也是值得一提的。從技術層面來說,,兆芯與AMD,、英特爾尚有差距,其主力產(chǎn)品有開先ZX-C四核和ZX-C+四核兩類處理器,,兩者均基于28nm工藝制造,,主頻最高2.0GHz,兼容x86指令集,,支持CPU虛擬化技術,。
規(guī)格上來看,它們并不出眾,,但它們的優(yōu)勢在于有針對中國政府,、軍隊的安全性設計。特別是ZX-C+四核處理器支持SM3和SM4高速國密算法指令,。對于一般消費者來說,,他們是用不到SM3、SM4國密算法的,,該算法主要嵌入到商業(yè),、電信、金融應用中,,并在這些應用建立通訊信道的時候,,啟用這兩種加密算法。
最簡單的例子,,我們的銀行卡,、手機卡、社???、身份證都有使用國密算法用來保護信息、通訊指令,。而在計算機應用中,,國密算法則是主要保護那些按保密法規(guī)定、涉及機密的文件、黨政機關文件,,以及來自電子政務網(wǎng)的文件傳輸都會采用類似加密,。傳輸?shù)臅r候軟件自己就會進行加密,再到另一端進行解密,。
兆芯ZX-C處理器內(nèi)部架構圖,四顆核心清晰可見,。
但是如果處理器不支持SM3,、SM4算法指令集,那么它們就會用軟件加速進行加密,、解密,,速度會很慢。而兆芯的ZX-C+處理器由于在硬件設計上先天就支持SM3和SM4高速國密算法指令,,因此其加密,、解密速度會明顯快于普通x86處理器。
同時根據(jù)MC評測室的多次測試來看,,即便是“低配”開先ZX-C四核處理器也可以輕松完成Word文檔編輯,、多網(wǎng)頁瀏覽、1080p高碼率高清視頻播放,、圖片編輯等辦公應用,,與AMD、英特爾的產(chǎn)品在進行這些應用時也沒有明顯差別,。甚至在搭配低端獨立顯卡的時候,,ZX-C處理器也可在高畫質(zhì)設定下流暢運行《英雄聯(lián)盟》、《穿越火線》等主流網(wǎng)絡游戲,。
也正是基于其的確具備可用性,,兆芯ZX-C處理器已被聯(lián)想、同方,、儀電等國內(nèi)整機廠商采用,。基于兆芯ZX-C處理器的聯(lián)想開天M6100臺式機,、開天A610K一體機,、昭陽CF03筆記本等產(chǎn)品也通過了國家強制性3C認證、能效一級認證以及中國節(jié)能認證,、綠色環(huán)境標志認證,,并正式入圍政府采購的節(jié)能產(chǎn)品目錄和綠色環(huán)境標志產(chǎn)品目錄,。同時,采用兆芯國產(chǎn)x86通用處理器的整機也先后在上海市所屬的近400家單位正式應用。
因此我們認為,,如果兆芯處理器未來的生產(chǎn)工藝能按時順利升級到16nm,,并完成主板北橋芯片組與CPU的整合,實現(xiàn)架構上的飛躍,那么兆芯處理器不僅將進入更多的政府單位,,甚至有可能進入消費級市場,讓普通PC也用上我們的國產(chǎn)處理器,。