第五代酷睿架构有哪些变化 处理器, 领导者, 电子产品, 英特尔, IT行业

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2015年1月，CES2015展会上，英特尔公布了第五代酷睿——Broadwell架构。一年又一年，处理器总在不断的发展，Broadwell架构对比以前的历代处理器，究竟有哪些变化呢？本文将从总体的角度对此进行归纳整理。
IT行业，尤其是核心地位的电子产品领域，产品迅速更迭，技术革新速度飞快，能够在竞争中获取优势地位的公司，都需要有自己赖以生存的核心技术，但是光有技术也不行，无数技术先进的领导者被拍死在行业的沙滩上。英特尔最初从存储产业起家，在于IBM的合作中崛起，历经数十年风雨，最终发展成现在的行业巨人，除了商业领域的强大实力，在技术层面本身，最强调的就是产品革新的节奏。最近几年，英特尔X86架构处理器的发布，就是清晰地按照Tick-Tock节奏规划的结果。


节奏有多重要，在世纪之交的“GHz”频率大战之中，可见端倪。1999年至2000年之间，Intel与AMD两大芯片厂商的实力势均力敌，Intel的奔腾3与AMD的速龙都在向着1GHz的频率发起进攻，一场没有硝烟的战争就此打响。2000年3月6日，是DIY历史上的一个重要转折点，AMD抢先推出了第一款1GHz速龙处理器，著名的“G赫兹之争”在Intel的失败中落在了后面。在随后漫长的奔腾4 时代之中，从2000年2006年，英特尔连续发布数代高频奔腾4，型号更迭频繁，但始终处在被动之中，奔腾4高发热、长流水线的设计思想，同当年狂飙似的1GHZ 之争有着莫大的关系，一着不慎，步步落后，发布的产品越多，意味着当初定下的节奏有多么的错误。

Core 2 DUO

2006年，“扣肉”架构的改弦更张，为英特尔这一轮的节奏失利画上了句号。从扣肉时代起，英特尔开始稳扎稳打，一步一步革，靠着自身的技术优势，用制程和微架构的交替更迭，稳步前进，实现了巨大的成功。这种战略模式就是Tick-Tock。在Tick Tock的魔术棒指挥下，E6300/E8400/Q6700/Q9550等扣肉家族摧枯拉朽，待到2008年酷睿i系列登台之时，已然君临天下，优势无法被撼动。

从奔腾P6到Skylake Intel架构发展路线图（来源于wiki)

在酷睿i时代，英特尔并未停下前进的步伐，Tick-Tock战车依旧稳步向前。2011年的Sandybridge架构处理器，将核芯显卡的性能提升到了空前的高度，开始可以同桌面入门独显一争长短，2014年的Haswell微架构革新，在同频性能继续大幅提升，诸多专业软件效率提高的同时，内置了Iris Pro 强大核芯显卡，为入门独显的灭亡敲响了警钟。2015年14纳米的Broadwell在美国拉斯维加斯大战上正式发布，搭配Broadwell-U低电压双核心处理器的新产品大批量问世，代表着英特尔在移动领域获得了新的初步成功。

Cinebench R11.5 i7 5500U成绩

Cinebench R11.5 4500U成绩

在Cinebench R11.5中，Broadwell架构的i7 5500U的多核心成绩为2.87pts，单核心成绩为1.37pts,分别比i7 4500U提高了百分之6.7和百分之13.2，对于已经成熟的X86桌面处理器来说，这是一个非常不错的成绩，因为Broadwell本身并不是微架构全面革新的一代，而是Tick-Tock步骤中的制程更迭一代。
这些成绩来源于Broadwell架构的细节调整，相比上一代Haswell ,Broadwell架构的乱序执行度更高，优化L2的加载速度，加强了分支预测中的分支地址预测，分支预测能力加强，最终可以实现每分钟周期指令(IPC)百分之5左右的提升，而同频测试的实际结果，平均下来大概在百分之5-7左右。

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14纳米功耗控制新台阶
作为更换制程的一代，Broadwell架构的功耗革新是他安身立命的根本。Intel宣称同性能可以实现大概百分之30功耗的降低，这样的效果的具体达成条件可能过于理想，但是从实际的产品反馈来看，在移动轻薄本领域，Broadwell确实对续航有着极大的帮助。

Broadwell 架构在性能增强的同时大幅削减了功耗

搭载Broadwell i7 5500U的联想Y40PCMark8 续航结果

从我们的实际测试结果可以验证Broadwell的节电效果，搭配R9-275M中端娱乐显卡的联想Y40新款游戏本，在i7 5500U第五代酷睿架构的帮助下，实现了长达6.25小时的续航时间，这个成绩即使在轻薄本领域也是非常优秀的，如果将Y40同许多“重型”平板或者二合一产品相比，他的续航时间甚至没有明显劣势。

14纳米3D晶体管工艺（图片来自www.semiaccurate.com)

14纳米3D晶体管工艺（图片来自www.semiaccurate.com)

制程换代，是半导体行业非常普遍的事情，各大晶圆工厂每年总是要忙的不可开交，即为自己现有的订单壮声势，也对潜在客户发声，争取更大的发展。但是，只有英特尔的制程换代，才是最让人瞩目的，因为同样的制程，英特尔的工艺水平，和实现的效果从来都走在时代的前列。过去一些其他领域芯片的制程换代，有些并不成功，不要说封装面积，连功耗的缩减都非常有限。这样的事情从来不会发生在英特尔身上，Brodawell作为第五代酷睿i系列处理器，采用了第二代的3D晶体管工艺，其漏电率等指标有着极大的提高，直接为新架构在功耗续航方面的优秀表现奠定了基础。

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GEN8 核芯显卡再次跃进
时光飞逝，自从i3 530那一带的酷睿处理器，将集成显卡转化成了“核心显卡”，收入自己的身躯后，英特尔的核显卡之路已经走过了5年。当我们仔细审视Broadwell架构之时，发现他的核芯显卡已经发展到了“GEN 8”时代。

Broadwell核芯显卡架构图

目前我们知道的Broadwell架构核芯显卡架构变化有：（1）32位整数吞吐量翻倍（2）原生16位浮点支持（3）来自GTI的写入带宽已经在某些设备上增加了一倍（4）间英特尔®处理器和显卡之间实现实现无缝共享的数据结构（5）增加了EU(执行单元）和L3高速缓存之间的数据传输速度、带宽。 这些架构上的新变化，与扩充了的EU运算规模，共同支撑了Broadwell核芯显卡可观的性能提升幅度。

HD5500 古墓丽影9 成绩

HD4400 古墓丽影9 成绩

所以，当在《古墓丽影9》这样的主流大型3D游戏中，看到HD5500表现优异，已经可以提供较好的帧率表现之时，人们惊讶的背后是有道理可循的，是科学的，可以持续复制的进步。

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总结：
第五代酷睿架构，也即Broadwell架构，在微架构本身方面有所微调，实现了同频较为客观的性能提升；在14NM的和第二代3D晶体管的帮助下，实现了大幅度的功耗节约；在规模扩充的同时，提升了核心显卡的执行单元利用率，获得了可喜的游戏进步。 第五代酷睿架构处理器产品，目前只是刚刚发布了低电压的一部分型号，更多的进步，更强的性能，等待着我们去期待、去发掘。