众所周知,由于AMD不给力,Intel这几年一直在挤牙膏,CPU每年出一代,性能却不见明显提升。另一方面,处理器的优化空间越来越小、制造工艺的提升难度越来越大,也是Intel在未来要面对的严峻挑战。Intel这几年推出的新品,可以说让用户根本提不起购买兴趣,也是主板甚至整个PC行业的销量年年下滑的原因之一。本文从回忆过去、展望未来的角度,来看看Intel这些年的市场动向及对行业的影响。
Intel挤牙膏的由来
时间就从2008年Intel推出Nehalem架构说起。那一次,Intel推出了第一代Core i7,把内存控制器整合进了CPU(虽然AMD在5年前就做了),同时,超线程回归,4核8线程的处理器正式登陆桌面,让酷睿的性能有了较大的飞跃,正式与AMD Phenom II拉开距离。2009年,Intel推出LGA 1156平台Lynnfield处理器,Nehalem进入主流市场,2010年,Intel再在发烧级市场推6核心的i7 980X处理器,完成至尊平台产品线布局。
2011年,Intel再一次改进架构,推出Sandy Bridge处理器,在Nehalem基础上进一步改良,性能又有了较大幅度提升,同时,AMD推出推土机架构的FX处理器,单线程性能比K10反而倒退,多线程虽然有8核心但表现也比较不济,FX-8120超到4.5G也打不过4核同频的Sandy Bridge。这一年,许多用户升级了电脑,并使用到现在;也正是从此开始,Intel少了很多竞争压力,挤牙膏时代正式开始。
Core i7频率站上4GHz大关
2014年,Intel的14nm过渡不顺利,Intel只能推出Haswell-Refresh过渡市场,其中最高端的Core i7 4790K,首次把主流旗舰的基准频率从3.5GHz左右一下子提升至4GHz,虽然架构不变,通过频率换来了性能的增长,但这也是Intel给自己挖的第一个坑,毕竟频率提升,对制程的要求也会更高。4790K的频率提升,是在22nm工艺后期达成的结果,在架构没有大幅改进的前提下,如果新制程不成熟,将难以达到旧制程的频率节点。
2015年,Intel连发两代酷睿产品,其中第五代Broadwell是早已提上日程的产品,但由于14nm工艺尚未成熟,频率始终无法提升,自从4790K开始的4GHz不归路,让频率只有3.3GHz的第五代酷睿Core i7 5775c根本拿不出手,Intel只好走了一个偏门路线,在第五代酷睿中加入最顶级的核显Iris Pro,以获得一定的市场需求。这也导致第五代酷睿成了史上最短命的酷睿产品,仅面世3个月就被六代酷睿Skylake取代。然而六代酷睿在拿掉FIVR之后,功耗、温度得以下降,但频率也没有得到显著的提升,6700K的单核睿频甚至还比4790K少了0.2G,导致单线程性能和4790K打成互有胜负。
2017年1月,Intel的14nm工艺终于成熟了,第七代酷睿Kabylake处理器应运而生,实际上它的架构和Skylake相比并没有什么改变,只是得益于制造工艺的成熟,向上提升频率的空间被打开,但为了“进步”,Intel只能在频率提升上的不归路越走越远,Core i7 7700K的默频达到4.2G,睿频达到4.5G,由此换来了相比6700K大约10%的性能提升。
我们针对这些4C8T的历代Core i7,选取了Intel优化较好的、每一代都有提升的Cinebench渲染测试作为参考对比。左边蓝色柱形是默认频率下的性能对比,可见Core i7 7700K相比Core i7 2600K,Intel用6年的时间实现了57%的性能提升,同时主板芯片组换了6代——如果再往回看,Core i7 2600K的前一代Core i7 875K在默认频率下跑出5.03分,相当于2600K比它提升38%,而这仅仅是不到两年的时间,主板也仅更新一代。
看右边红色的超频频率数据,同频4.5GHz对比,那么Core i7 6700K(相当于7700K)仅比Core i7 2600K提升了23%,同频5GHz对比,Core i7 7700K也仅比Core i7 2600K提升了24%。要知道Cinebench渲染已经是这些年Intel优化比较好的情况,如果对比游戏FPS,很可能这个差距还要再缩小很多。劳民伤财,或许是这些年Intel的市场策略对下游厂商和用户造成的后果,这也是许多人这些年不愿意升级电脑的一大原因。
打破主流平台最高4C8T魔咒
2017年3月,AMD终于推出了能和Intel竞争的Ryzen处理器,不输至尊平台的多线程效能却只卖一半或更少的价格,让Intel感受到了Ryzen多线程性能给主流平台带来的压力。Intel终于决定打破持续了9年在主流平台4核8线程的魔咒,推出6核心处理器Coffeelake,也就是第八代酷睿,还是基于14nm工艺,基于Skylake/Kabylake架构。这样一来,Intel又不得不给自己挖出第二个大坑——主流i7将从四核变六核。
增加两个核心,看似比较美好,然而由此带来的问题却是显而易见的。增加两个核心,必然会增加功耗,以这些年Intel主流平台CPU的TDP设计为参考,最高不会超过95w,目前Core i7 7700K已经达到了91w,而Core i7 7700由于频率较低且不能超频,TDP只有65w。如要在保持频率4GHz或更高的前提下增加至6核心,那么可以预见的是功耗会随着核心规模增加50%左右,届时很可能第八代酷睿K的就得来到130w左右,而不带K的也要接近95w。相比之下,AMD Ryzen 8核心16线程最高端型号Ryzen 7 1800X也只是95w,而同样8核心16线程的Ryzen 7 1700只有65w。当然,Intel也有另外一个选择,那就是保持TDP在95w的基础上控制频率,但是这样一来又会踩回第一个坑——单线程能力不如7700K,并且相对Ryzen的单线程优势也会被削弱。不过,以上分析是基于现有工艺得到的结论,Intel还留有一张王牌那就是14nm++工艺,它比14nm+能有多少提升,直接关系到八代6核心酷睿最终频率的决定。
对于主流平台来讲,从八代酷睿开始或许会是个里程碑。四核心的Core i7可能就此成为历史,4GHz以下频率,也可能在Core i7上就此成为历史,6核4.5G或许会成为起步点。是否以后6核才能称作i7和i5,4核要从i7/i5降级为i3呢?双核四线程,现在已经从i3降级到奔腾了。
要咖啡还是要大炮?
对于主板厂商来讲,八代酷睿Coffee Lake会在今年下半年推出(迫于Ryzen的压力,很可能提前,在Computex上就有消息了),继续使用200系列芯片组,现在的主板只要更新BIOS就可以使用;而明年推出的九代酷睿Cannon Lake,或将使用不成熟的10nm工艺,使用新的300系列芯片组,这两代酷睿的推出时间间隔又是不到一年。要命的是,Intel官方承认,第三代优化的14nm,性能会比10nm更好。
所以Intel在前边挖的频率及核心数这两个坑,都是在架构对性能的提升十分有限、又要保持每代的性能提升的情况下,不得不做出的规格上的提升。这些规格上提升导致的问题,归根结底都要由制程的先进性和成熟性买单。所以真正要面对挑战的,很可能就是使用10nm工艺制造的九代酷睿Cannon Lake,如果Cannon Lake在架构上没有根本性的改进、又没有什么前代没有的特别卖点,那么只要Cannon Lake在频率和核心数任意一项上输给Coffee Lake,很可能九代酷睿就会出现性能倒退的情况。这样一来14nm的六核心八代酷睿就会更受欢迎,而10nm的九代酷睿Cannon Lake则被冷落,主板厂商的300系列新产品也得跟着遭殃,最终反馈到市场上的又是销量下滑、涨价……最后的局面仍然是消费者不买单,厂商也赚不到钱。因此,其实对Intel和整个行业来说,最好的选择是放慢整个产品线的进化,比如推迟九代酷睿Cannon Lake的上市,一方面让市场消化现有库存,另一方面给自己留出足够的时间优化10nm工艺,对于主板厂商来讲,也有更多的时间来优化产品设计和BIOS功能。