英特尔酷睿处理器发展史 14mm++工艺是如何爆发的

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从2009年发布酷睿i7-870开始到前不久的全球秋季发布会,英特尔的酷睿智能处理器家族一共出了九代了,其中2009到2016年的7年里出六代酷睿处理器,然后从2017年到现在开发爆发——2017年初推出了Kaby Lake架构的七代酷睿,2017年10月份推出了Coffee Lake的八代酷睿处理器,马上就要解禁的是九代酷睿处理器了,不到两年时间就出了三代酷睿处理器,而且从4核升级到6核再到现在的8核架构。

是英特尔突然之间意识到多核处理器的重要作用了吗?还是说英特尔的制程工艺在这一年多里突飞猛进?恰恰相反,带给英特尔动力的不是他们自己,而是外部压力——英特尔这一年多里处理器规格大爆发正好是AMD锐龙处理器上市之后出现的,果然是相爱相杀,英特尔在前面的7年里一直不肯进步,等到落后后进生AMD成绩提高了,英特尔这边才加快了脚步,主流市场也能享受到6核、8核处理器的快感了。

什么是英特尔酷睿处理器?

上面的规格表只有8代处理器,有些读者可能不明白怎么算出来的九代酷睿处理器?英特尔的酷睿处理器划代也是个历史迷题了。2008年底英特尔推出了Nehalem架构,首发用于代号Bloomfield的处理器,也就是Core i7-920那一代,这时候开始推酷睿i7品牌,后来还有酷睿i5、酷睿i3品牌。

不过酷睿i7的问世并不是酷睿处理器划代的关键,因为当时的酷睿i7/i5处理器是没有集显的,集显还北桥芯片中,2010年推出的代号Clarkdale的处理器才有了变化,英特尔把集显芯片封装到了处理器中,从以往的CPU+集显+南桥的三芯片封装方案变成了2芯片封装方案。

英特尔前两年解释过酷睿处理器的划代标准,钦点Clarkdale这一代的处理器才是酷睿处理器家族的起点,大家可能早就不记得Clarkdele架构的酷睿i5-600系列处理器了,这其实也没有什么,不光是大部分人不记得了,英特尔官方在酷睿处理器的家谱中都不待见它,在官方的酷睿相关的页面中,二代酷睿处理器之后没有第一代处理器的单独介绍,全都打入冷宫了。

这事说起来又有点历史了,第一代酷睿虽然是Clarkdale那一代,但是它的集显依然是独立的,只是封装在处理器内部,并不在处理器核心中,这事到了2011年的Sandy Brdige(简称SNB)上才有改变。

SNB也就是酷睿i7/i5/i3-2000系列,虽然是第二代酷睿处理器,但它的集显不再是外置的了,而是集成到了处理器内部,自从英特尔开始了买CPU“送”GPU的时代了,处理器不再是单纯的CPU,而是有了核显。为了跟以往的集显作出区别,英特尔在国内称内置的GPU单元为核显,所以提到核显的时候指的就是英特尔的iGPU了。

也正因为此,SNB这一代的处理器地位很重要,在大家的印象里SNB也是一代经典处理器,之前涉及英特尔处理器的文章中还有读者会刷“Core i7-2600K再战三年”的评论,虽然是调侃,但SNB这一代处理器真的是深入人心。

英特尔酷睿处理器从二代到四代的平稳升级之路

SNB时代尽管遭遇过P67主板因bug而导致的召回危机,不过SNB这一代的处理器确实是个很重要的标志,那时候英特尔还提出了Tick-Tock钟摆战略,就是两年为一个周期,一年升级处理器架构,一年升级处理器工艺,而这个Tick-Tock战略也是往前追溯的,英特尔直接从65nm节点的Core架构处理器开始算起了。

Tick-Tock战略现在都知道已经杯具了,不过那时候处理器工艺及架构还是按照英特尔制定的标准走的,2011年是SNB处理器,是架构重大升级,因为32nm当时已经使用很长时间了,2012年是IVB处理器,这一代处理器架构没多大改变,但是首次使用了3D晶体管工艺,英特尔称之为3D Tri-Gate工艺,实际上就是现在的FinFET工艺。

VB处理器不仅是升级22nm节点,3D晶体管的出现在当时可以说是制程工艺的一次革命,要知道2012年的时候台积电最先进的工艺还是28nm HKMG,而且产能完全无法跟英特尔相提并论。

IVB处理器在工艺上有很大的进步,所以英特尔称它是Tick+节点,在原先的基础上相当于再升级了半代。但是对超频玩家来说,IVB时代的处理器开了个坏头,因为英特尔在TIM导热设计上放弃了钎焊工艺,使用了硅脂导热,这也导致了当时的酷睿i7-3770K开盖的流行,往后这几年开盖甚至变成了一个产业。

到了第四代酷睿处理器,也就是Haswell架构的酷睿i7-4770K这一代,架构又升级了,加入了AVX2指令集,核显也升级到了HD Graphics 4600系列,EU单元从之前16个提升到20个。此外还有FIVR集成式调压模块,从之前的外置变成了内置,不过只在Haswell这一代上用了,下一代就退回原来的设计了,不再在CPU内部集成这个功能了。

五代酷睿到七代酷睿:Tick-Toock失效了

2013年推出Haswell架构之后,2014年照例应该上14nm工艺了,第一代产品是Broadwell,但是英特尔的14nm工艺当时已经开始出现危机,2014年初英特尔宣布暂停美国本土的Fab 42工厂升级14nm工艺,亚利桑那州的Fab 42与俄勒冈州的D1X、爱尔兰的Fab 24工厂是最初预定的三座升级14nm工艺的工厂,暂停工艺升级对14nm生产是个重大打击。

尽管英特尔官方表示14nm工艺延期升级不影响产能,但实际上第一代14nm处理器Broadell的下场很悲剧,而它在架构设计上也有些不同寻常,旗舰酷睿i7-5775C的L3缓存从之前的8MB减少到了6MB,但是核显单元很强大,使用的是Iris Pro 6200核显,48个EU单元,并搭配128MB eDRAM内存,规模远超一般的英特尔四核处理器,GPU性能表现很不错了,可惜这代处理器前期一直没上市,后期桌面版才发布,但是Skylake处理器又来了。

Skylake架构的六代酷睿处理器是架构升级,支持了DDR4内存,亮点不少,虽然刚上市时酷睿i7-6700K处理器也遭遇了量产问题,长时间缺货涨价,不过总体还是有惊无险。

七代酷睿处理器是Kaby Lake架构,从它开始英特尔的Tick-Tock处理器就变了,之前的2年一个周期变成了三年一个周期,Kaby Lake属于第三年周期的“优化期”,制程工艺升级到了14nm+,加速频率提升到4.5GHz,其他变化不大,而且它是历代酷睿处理器中最短命的,2017年初发布,2017年10月初就有八代酷睿了。

八代酷睿到九代酷睿:14mm++工艺的发威

2017年AMD携锐龙处理器重返高性能处理器市场了,英特尔嘴上说不在乎,但现实中AMD处理器还是给了他们压力以及动力,这也是八代酷睿处理器为什么发这么快的根源。从去年到现在,英特尔备受困扰的就是10nm工艺不断延期,还得继续挖掘14nm工艺潜力,外界虽然嘲笑英特尔打磨14nm工艺,不过从技术上来说,英特尔的14nm工艺,特别是最新的14nm工艺还真的很给力,在高性能方面支撑了八代酷睿到九代酷睿的升级。

英特尔的14nm处理器共有三代,最新的就是14nm++,与初代14nm工艺相比功耗降低了52%,性能提升了26%,而要是按照英特尔副总Murthy Renduchintala的说法,他们的14nm++工艺迄今为止性能已经提升了70%。

得益于14nm++工艺的给力,英特尔的八代酷睿在升级到6核12线程之后加速频率依然能够提升到4.7GHz,比Kaby lake还要猛,而前不久发布的九代酷睿,酷睿i9-9900K在升级到8核16线程之后,加速频率更是提升到5GHz,而且不只是单核频率,是双核频率也有5GHz,全核加速更是高达4.7GHz,跟酷睿i7-8700K的单核加速频率一样的。

这也是英特尔称其为世界最佳游戏处理器的底气所在,前段时间Principled Technologies公司的性能测试虽然引发了争议,但是大家对酷睿i9-9900K的性能还是服气的,毕竟它的规格摆在那里。

总之,英特尔的九代酷睿处理器中,这两年来反倒是升级幅度及升级速度最快的,原因也不用多说了,AMD带来的竞争压力功不可没,虽然并没有让英特尔处理器大降价,但也逼得英特尔大幅提升处理器规格,这两代酷睿处理器的性能提升还是看得见的,比前几年挤牙膏式升级给力了一些。

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