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12代酷睿对比11代酷睿的两个“5”:为什么说12代酷睿一战封神?

发布人:超能网时间:2021-11-17来源:工程师

上一篇文章我们讲了12代酷睿的异构设计到底是一场怎样的革命,那么除了处理器本身的架构设计之外,12代酷睿还有哪些点得以让官方自己以“一战封神”来宣传自己的12代酷睿系列处理器呢?这篇文章笔者打算仔细梳理一下12代酷睿系列相比上一代处理器在与外围设备的连接性方面的进步,也就是大家随着这次12代酷睿发布开始常常听到的两个关键词——DDR5和PCIE 5.0。

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之所以说处理器与外围设备的连接性也很重要是因为处理器是需要放到一个完整的系统中才能发挥其能力的,如果只是一颗单独的处理器给你的话它并没有任何用处,而对于系统来说,整个系统最终的体验往往取决于“木桶效应”,也就是最慢的那一方面,所以为了全面提升新一代处理器平台的用户体验,这次12代酷睿英特尔还同时让其支持DDR5内存和PCI-E 5.0。

先定个基调,这次12代酷睿支持DDR5内存和PCI-E 5.0其实是非常超前的举动,如果不是英特尔如今的这番决定,正常来说我们享受到DDR5内存和PCI-E 5.0还要往后延期个好几年。

英特尔消费级第一代支持PCI-E 3.0的处理器是Ivy Bridge,已经是2012年的事儿,之后是今年年初的Rocket Lake开始支持PCI-E 4.0,然后也就半年时间,12代酷睿就开始支持PCI-E 5.0了,不得不说这与两年前被AMD抢了PCI-E 4.0的首发有巨大的关系,不然理论上来说,对于消费级市场PCI-E 4.0再用几年绝对是足够的,所以这方面12代酷睿真的是拉着我们飞奔似的向未来奔赴。

DDR5内存的支持相对显得自然一点,目前DDR4内存也已经用了有些年头了,并且许多出厂预超频的高频DDR4内存也已经超过DDR5标准的及格线,进步到DDR5时代也是顺理成章,而首先将DDR5内存带到消费级市场的就是这次的12代酷睿,与DDR5同时推出的,还有XMP 3.0。

PCI-E 5.0:对比11代酷睿提升100%

12代酷睿首次把PCI-E 5.0引入消费市场,与之前的PCI-E 4.0相比,PCI-E 5.0依然采用同样的128b/130b编码方式、目标比特误码率(BER)、信令和加扰方案等,但更改了EIEOS和数据比特率定义等。此外,还有其他的设计更改,比如二阶响应的时钟数据恢复(CDR)和CEM连接器。

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PCI-E 5.0带来了更高传输速度,x16带宽(双向)从PCI-E 4.0的64 GB/s提升到了128 GB/s,提高了设备传输速率的上限,以满足数据中心、高性能计算、边缘计算、机器学习、人工智能和5G网络等场景里日益增长的带宽需求,也可以让设备制造商用更少的通道数实现同样的带宽。

在PCI-E 5.0的物理和电气接口规范基础上推出了对应的CXL 2.0规范,增加了内存池的支持,以最大限度地提高内存利用率,并且提供了对持久性内存的标准化管理,允许与DDR同时运行,从而可以释放DDR用于其他用途,同时向后兼容CXL 1.1和CXL 1.0版规范。CXL作为一种开放性的互联协议,能够让CPU与GPU、FPGA或其他加速器之间实现高速高效的互联,满足现今高性能异构计算的要求,并且提供更高的带宽及更好的内存一致性。

CXL 2.0使得PCI-E 5.0的应用进一步拓展,解决了CPU到设备、设备到设备之间的内存一致性和统一问题。

而接下来我们就将迎接采用PCI-E 5.0接口的消费级高端游戏显卡,它们的到来时间很有可能就是英伟达的GeForce RTX 40系列或AMD Radeon RX 7000系列显卡的发布时间,甚至是英特尔自己的Xe-HPG显卡。

另外,我们也知道NVMe SSD的NVMe协议就是走的PCI-E规范,如今已有高端的NVMe SSD已经达到PCI-E 4.0的带宽上限,而下一步自然而然的就将迎来采用PCI-E 5.0的高端SSD。

DDR5内存与XMP 3.0:对比11代酷睿至少提升50%

DDR5内存方面,根据JEDEC的标准DDR5起步传输速率就要达到4800MT/s,这也让DDR5在最初就会拥有比DDR4高出50%的传输频率。

当然DDR5并不是通过提升频率来提高传输率的,而是提高数据预读取位宽,DDR4和DDR3都是8-bit预取宽度,在DDR5上每个时钟周期都会预取16-bit的数据,让等效频率的倍数再翻倍,在与DDR4核心频率相同的情况下,DDR5内存的等效频率要比DDR4高出一倍,并引入判决反馈均衡器帮助改善信号纯度。

此外在使用DDR5内存时会发现安装两条内存时CPU-Z里就会显示你在用四通道,当然这并不是传统意义上的四通道,总内存位宽还是128-bit没变的,DDR5将单条DIMM分割成了两个更小的通道。原本每根DIMM上只有一个64-bit宽度的数据通道,现在总的数据宽度没有变化,但它是由两个32-bit的子通道所组成的,两个相互独立的子通道将可同时进行数据读写操作,大大提升了内存操作的灵活度。

供电方面,DDR5除了把标准电压从1.2V降低到1.1V外,还把内存供电模块转移到内存上,以往这部分是主板负责的,现在内存可以自己管理电压,这样可提供更好的供电环境,使其工作更为稳定,速度更快、容量更大的DDR5内存对供电纯净度的要求更高,另一个是可以减小主板设计的复杂程度,降低主板的成本。

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Intel在DDR3时代推出了XMP 1.0,DDR4时推出了XMP 2.0,现在DDR5来了,XMP 3.0也来了,与上代相比主要改进地方有三点:

1、预设文件从原来的两个增加到五个,其中三个是出厂就写死不可再更改的,另外两个可供用户自行更改,这样玩家就可以把自己设置好的时序、电压直接写到内存上,换了主板也只需要打开对应的XMP文件就可以了。

2、现在可以用16个英文字母来命名自己的XMP文件,这样使用时会更加便利,也有利于分享。

3、现在电源管理芯片在内存上面,有VDD、VDDQ和VPP三个电压,XMP 3.0也包含这三个电压。

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12代酷睿桌面版同时支持DDR5和DDR4两种内存,官方给出的频率是DDR5能到4800MHz,DDR4能到3200MHz,并且支持动态内存频率调整技术,如果说CPU负载比较高,就会跳到比较高的频率,也就是XMP的频率。没有负载时它会调回它自己的默认频率,此功能可以在BIOS里面开启,只要是支持XMP的DDR4和DDR5内存均可开启。

DDR5内存的支持首先对于创作者用户来说是很直接的利好消息,更高的内存带宽、更大的内存容量对于创意类应用是有非常明显的提升的,这将大大提升创意工作者的工作流效率,为他们节省时间。

对于游戏玩家来说,他们更加在意内存延迟。DDR5内存极大的提高的内存频率,不过相应的内存时序也有所提高,反映到内存延迟上来说在初期的表现还没有达到DDR5内存可以达到的最好的状态,这主要是由于DDR5内存在初期频率并没有很高,而与之前DDR4内存的时代一样——随着DDR5内存慢慢成熟、频率逐渐变高,DDR5内存的延迟也将逐步降低,成为最佳游戏平台的选择。

总结

对DDR5内存和PCI-E 5.0的支持让12代酷睿创下多个第一:“第一款支持DDR5的处理器”、“第一次把PCI-E 5.0引入消费市场的处理器”等等。然而作为业内巨擘,其实“第一”的头衔对于英特尔来说是再正常不过的事儿了。

这次的12代酷睿在这方面之所以让人印象深刻是因为这次DDR5内存和PCI-E 5.0的两个第一来的太超前,也给的太多了,提升的非常之大,相比11代酷睿具有非常显著的提升幅度。同时,这样超前的提升加上英特尔业内老大哥的角色,也将进一步打通存储、CPU、GPU 之间的高速连接和读取能力,让整个系统的体验提升呈现明显的进步。

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关键词: CPU

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