CPU功耗大降 英特尔第四代酷睿处理器

美国科技资讯网站Ars Technica周六刊文称，过去几个月，英特尔发布了许多第四代酷睿处理器“Haswell ”的消息。我们已经知道了Haswell的CPU架构，以及全新GPU(图形处理器单元)的优点，而现在希望了解的是关于产品的更多细节信息。英特尔上周六正式发布了Haswell处理器的详细信息。

英特尔此次公布的产品以高端四核处理器为主，其中包括酷睿i7和酷睿i5产品，分为12款桌面处理器和10款移动处理器。如果用户关注U系列和Y系列低电压处理器，即针对超极本的产品，或酷睿i3、奔腾和赛扬系列产品，那么还需要等待更长时间。

我们将回顾Haswell处理器的CPU、GPU和芯片组改进，随后将讨论英特尔此次发布的CPU型号，以及将采用这些CPU的系统。这些信息全部来自英特尔，我们将在今年夏季晚些时候对Haswell处理器计算机的评测中对这些信息进行验证。

CPU：性能小幅提升，功耗大幅下降

第四代酷睿处理器的最主要部分就是Haswell架构，这一新CPU架构将替代Ivy Bridge和Sandy Bridge架构。在英特尔的“Tick-Tock(嘀嗒)”升级策略中，Haswell是一次“Tock”，表明这是一款基于英特尔现有22纳米3D三栅极制造工艺的全新架构。明年代号为“Broadwell”的升级将采用同样的架构，但将转向14纳米的制造工艺。

与以往升级类似，Haswell比Ivy Bridge的性能更强大，而功耗相仿或较低。不过这一次，英特尔更多地注重降低功耗，将Haswell称作“英特尔史上产品换代中电池续航时间最大幅度的提升”。根据英特尔的数据，采用Haswell处理器的笔记本电池续航时间比采用Ivy Bridge处理器的笔记本最多长1/3。不过这样的说法仍需要在实际产品中验证。

在这样的情况下，许多硬件厂商可能会选择维持当前的电池续航时间不变，同时缩小电池尺寸，从而使笔记本更轻薄。另一方面，硬件厂商也可能引入更耗能的功能，例如高清显示屏。

Haswell的节能主要是由于，这是第一款针对22纳米制造工艺设计的CPU架构，而此前Ivy Bridge架构针对上一代制造工艺，仅仅只是为了适应22纳米工艺对架构进行了微调。Haswell其他方面的改进还包括空闲功耗，以及在空闲状态和激活状态切换过程中的功耗。英特尔引入了一种新的“激活空闲”功耗状态，这也被英特尔称作SOix。在这种状态下，系统可以继续收发数据，同时不必完全激活CPU和GPU。这意味着系统在非“激活”状态下能完成更多工作，减少了激活CPU所需的能耗。

不过，Haswell低功耗设计的一个副作用在于，英特尔需要针对不同类型的应用，例如工作站、服务器、超极本、变形本和平板电脑，设计不同的处理器芯片。在某些情况下，这些处理器将与凌动处理器的应用发生重叠，这一问题已在采用Ivy Bridge处理器的Windows 8平板电脑中出现。随着凌动处理器越来越强大，这样的产品线重叠还将在更大范围内发生。

英特尔此前正在推动超极本和变形本采用Sandy Bridge和Ivy Bridge处理器，预计未来将继续推动Haswell处理器的应用。有消息人士表示，随着英特尔改进Android战略，一些厂商已计划推出采用Haswell处理器的Android平板电脑和笔记本。

大部分此类应用将基于为超极本设计的双核CPU，而英特尔尚未发布这些产品。考虑到超极本和低功耗CPU已成为英特尔产品线的重要一部分，因此英特尔很可能会在今年的台北国际电脑展(Computex)上发布这些处理器。

GPU：更强大、更多选择、更令人迷惑

过去两年中，英特尔的集成GPU获得了突飞猛进的发展，而Haswell将延续这一趋势。不过更强大的性能带来了更高的复杂程度：Haswell处理器将有至少5种不同的集成GPU，而此前的Ivy Bridge只有3种。

5种集成GPU都有公共的基本功能：Direct3D 11.1、OpenCL 1.2、OpenGL 4.1、为加强对4K分辨率支持的DisplayPort 1.2，以及英特尔QuickSync视频编码引擎的更快版本。

英特尔新的“Iris”GPU可能将得到最多关注，但大部分Haswell处理器不会配备这一GPU。大部分情况下，Iris 5100的性能能达到HD 4000的两倍。不过这一集成GPU只能应用在笔记本和大型超级本中，因为其TDP(热设计功耗)达到28瓦，而通常应用在超极本中的低电压Haswell处理器TDP不到15瓦。Iris Pro 5200集成了128MB eDRAM，从而进一步提升性能，达到HD 4000的2.5倍，但只能应用在大型笔记本中，因为其TDP高达47瓦。在台式机中，唯一一款配备Iris Pro 5200的Haswell处理器图形性能超过HD 4000的3倍，这可能是由于台式机有着更充裕的散热空间。

部分Haswell处理器仍保留了英特尔此前的HD GPU。尽管不太引人关注，但这些GPU相对于HD 4000仍有一定提升。英特尔提供的材料显示，HD 5000和HD 4600的性能均超过HD 4000的1.5倍，两者的不同在于， HD 5000是针对15瓦TDP的新设计，而HD 4600与当前主流GPU的设计类似。根据英特尔提供的信息，HD 4600、HD 4400和HD 4200的差异不大，其主要不同可能在于一些小功能，以及时钟频率。

此外，英特尔还提供了一种低档HD GPU，目前外界对这一GPU所知甚少。根据以往经验，这一GPU只会提供基本功能，而QuickSync等额外功能都将被关闭，并只会应用在基于Haswell技术的奔腾和赛扬处理器中。

芯片组：PCI的告别

与以往一样，新一代CPU将配备新款芯片组：英特尔8系列芯片组。6系列和7系列芯片组分别配合Sandy Bridge和Ivy Bridge处理器推出，而Haswell处理器必须配合8系列芯片组使用。Haswell台式机处理器采用了新的封装LGA 1150，而下一代Broadwell预计也将采用这一封装。

从顶层来看，8系列芯片组基于7系列来开发。两款芯片组均支持14个USB接口和6个SATA接口。不过8系列提供了6个USB 3.0接口，多于此前的4个，以及6个SATA III接口，而此前为2个SATA III和4个SATA II。所有USB 2.0和USB 3.0接口都由xHCI控制器来控制，这简化了驱动堆栈，在空闲状态下功耗比EHCI更低。此前只有USB 3.0接口由xHCI控制。

PCI-E的配置与此前类似。由芯片组控制的PCI-E通道仍基于2.0规范。由于CPU内部的支持，专用显卡将支持PCI-E 3.0，这与Ivy Bridge类似。内存控制器仍被集成在CPU内部，Haswell处理器官方最高支持的内存频率为1600MHz，与Ivy Bridge一致。

对台式机用户来说，8系列芯片组的一个重大改变是彻底放弃了对传统PCI插槽的支持。作为一款已有20年历史的接口规范，PCI目前已真正被2004年推出的、更强大的PCI-E替代。不过与软驱和光驱类似，PCI的消失也将给许多人带来不便。

Haswell芯片组最大的不同可能并不在于其设计，而在于其如何封装。低功耗的15瓦和27瓦移动处理器可以使用一体封装的芯片组，不过处理器和芯片组仍将是两块芯片。而对高功耗处理器来说，独立的处理器和芯片组芯片仍是必须的。

具体产品：全部四核

我们将首先看看英特尔的桌面芯片，随后再看看移动芯片。英特尔此次发布了6款针对台式机的酷睿i7处理器，其中超过5款型号为i7-4770，不过功能略有不同。这些i7处理器均为支持超线程技术的四核处理器，其不同之处主要是时钟频率和TDP。i7-4770R拥有6MB三级缓存，而不是8MB。而i7-4770R和i7-4770K均不支持英特尔的vPro、TXT、VT-d和SIPP功能。

Haswell处理器型号后缀字母的含义大部分与Ivy Bridge相同。字母T表示这是一款低TDP处理器，功耗和基本时钟频率均较低。字母S表明时钟频率和TDP均为中等，而字母K表明未锁定频率，可用于CPU超频。

英特尔此次新增了字母R作为后缀，表明其中配备了高性能GPU。在Haswell处理器中，这意味着Irid Pro 5200。需要指出，i7-4470R仅支持BGA封装，这意味着这款处理器主要将被用在高集成度PC或一体式电脑中，而用户无法单独购买这款处理器并插在自己的PC中。不带字母R的i7 Haswell处理器均配备HD 4600 GPU。

此外，35瓦的i7-4765T处理器频率较慢，但也带来了最低的TDP，因此适用于希望提升性能的低功耗系统。

i5处理器方面，英特尔仍提供了四个处理器核心，但价格比大部分i7处理器低约100美元。不过i5处理器不支持超线程技术，三级缓存也从8MB减少至6MB。与i7处理器类似，i5处理器不同的后缀代表了时钟频率，不过i5处理器并没有带字母R后缀的版本，以及35瓦TDP的版本。所有i5 Haswell处理器均配备HD 4600 GPU。

英特尔此次发布的移动处理器均为i7处理器。与桌面处理器类似，这些处理器均为支持超线程技术的四核处理器，不同的主要是后缀。移动版Haswell处理器的后缀包括MX和MQ(Ivy Bridge此前的后缀为QM和QX)，这类处理器均配备HD 4600 GPU。而后缀为HQ的版本大多配备了Iris Pro 5200 GPU。

一个不同的情况是，i7-4702HQ和MQ，以及i7-4700HQ和MQ。这两组处理器拥有同样的GPU、TDP和时钟频率，唯一的不同在于是否支持vPro技术。HQ版本支持该技术，而MQ版本不支持。因此，如果用户需要某一特定功能，那么在购买CPU时应注意这些细节。

在MQ和HQ系列产品中，主要的不同之处仍是时钟频率和TDP。HQ系列芯片采用更快的Irsi Pro GPU，但基本时钟频率低于MQ系列芯片。这类芯片提供了额外的处理能力和eDRAM，而英特尔做出了一些调整，使得功耗仍在英特尔期望的范围内。

预期中的升级

Haswell带来了预期中的英特尔处理器升级。相对于去年的产品，Haswell处理器提供了增量的更新，升级的时间点也在此前计划中。不过我们仍需要一个真实的系统，从而对英特尔宣称的这些数据进行验证。但至少从纸面上看，Haswell是一个正确的发展方向：加强了GPU性能，从而应对Nvidia和AMD的挑战，同时降低了总功耗，从而与ARM竞争。

不过，英特尔尚未发布专门与ARM竞争的产品。四核处理器性能强大，但这并非针对超极本的产品。预计在今年的台北国际电脑展上，多家厂商将推出采用这类处理器的超极本、变形本和平板电脑。届时我们将了解更多关于Haswell处理器的信息。(