前不久，Intel例行的发布了新一代CPU产品，但这次多搞了一点新意思。给传统的酷睿商标，加了一个“超级”的后缀，便是说把品牌进行了一个晋级，现在叫做“超级酷睿”(Core Ultra)。当然，品牌称号都晋级了，阐明Intel也觉得这次晋级的步骤仍是比较大的，基本上是新换了一管牙膏接着挤的意思。

Intel新U标准和技能赏析

作为一个软件开发者，应该大约率也是一个核算机技能的爱好者。本文，笔者企图从一个相对更专业的电脑爱好者视点，来赏析一下Intel的这一个新一代CPU产品，看看现在业界主流的CPU技能的开展程度和方向。

当然，Intel CPU产品矩阵是比较庞大的，我们也不需要一一列举。所以笔者想从一个有代表性的产品入手，来进行鉴赏和剖析。这儿挑选的产品学名是 “Intel Core Ultra 7 155H”。官方的标准信息页面在：

www.intel.com/content/www…

我们也能够运用CPU-Z软件，更直观的看到这个产品的首要技能标准。

Intel新U标准和技能赏析

依据以上标准信息，我们下面逐个打开剖析。

产品定位和基本标准

此产品的类型称号为Core Ultra 7。应该类似于曾经i7系列产品，便是在同一代产品中，定位于中高端的类型。经过前10余年的商场规划和教育，Intel已经告知我们，它的桌面和移动CPU产品线首要分为三个系列：i3、i5和i7。别离定位在入门级(Entry)、主流(MainStream)和高端商场(Premium)，所以在更早的时候i7便是Intel的旗舰CPU，但后来或许觉得还不够“极致”，又开发了更高端的i9系列，定位在“尖端”(HighEnd)。所以现在的i7，包含Ultra 7，应该便是“次旗舰”的概念。

产品的型号为155H。这儿的15应该是15代酷睿的意思。另一个5是在产品系列中的子序号。这个当地也简化了，本来的编码方法比方i7 9750H，9是代际，750是三位的子序号。注意这儿的7不是i7的意思，由于有关产品叫i5 9300H。另外，Intel习气给每个代际的CPU架构都起一个以“湖Lake”为主题的形象的产品代码，15代的架构称号为Meteor Lake(流星湖)。

产品编码中的H大致能够标识它的TDP等级，也便是功用开释等级。Intel常用的标识包含U(低功耗)、H(平衡)、P(功用)、K(高功用)等等。在标准阐明中，这款155H CPU的热规划功耗(TDP)便是28W。TDP能够用于指导装机用户合理的挑选散热和电源体系。现在跟着制程和制作工艺的改进，新型的CPU都做到了比本来好许多的动力功率，发热量也得到了十分好的操控。

在供给一定功用水平的前提下，28W这个数字是一个十分优秀的功耗操控。这应该和它运用的新的制程有很大的关系。155H运用的就应该是Intel新的7纳米制程，终于摆脱了Intel运用了许多年的14纳米，这应该使Intel和AMD的竞赛中，又一次占据了一个比较好的位置。

155H的CPU插槽运用Socket 2049 FCBGA，封装巨细为 50mm x 25mm。这应该又是一个新的插座标准。相比而言AMD在这方面克制许多，对用户比较友爱。另外155H不支撑多处理器的安装方法。

在同一代中，155H还有一些兄弟产品，如定位稍高的165H、185H，定位稍低点的135H、125H等等。也有同一架构不同商场定位的U系列产品，详见下表。我们能够看到并且确认其次旗舰、主推产品的定位。

Intel新U标准和技能赏析

在表格中我们也能够看到Intel区分产品和细分产品商场的思路和完结方法。一个CPU产品的定位，首要是经过主频、中心数量和组合方法、缓存巨细、内置的GPU和外围体系(如RAM和PCI-E版别和通道数量)的支撑等方面进行区分的。

Intel对155H的终究的笔直商场定位是“Mobile”(移动)，基本上便是供给给高功用笔记本电脑供给的CPU产品。所以在这儿会更看重CPU的低功耗功用体现和动力办理功率。以做到高负载作业时能够充分的开释处理功用，而日常运用或许待机时尽量节省动力进步电池续航时刻。

就功用和定位而言，依据笔者的简略查询和研究，和其比较挨近的竞赛产品应该是AMD Ryzen 5 7640HS。

最后，155H的上市时刻是23Q4，便是2023年的第四季度。发布时的主张零售价格为503美元，契合其次桌面级次旗舰产品的定位。

详细的标准和阐明

下面，让我们从一些要点的方面，来详细的了解和剖析一下这款CPU的标准和特性。

中心和缓存

这一部分当然是一个要点。在各种类型的中心的配置上，155H的配置是：

  • 6个功用核(P, Performance)，不带超线程，所以这儿有6个逻辑CPU
  • 8个效能核(E，Efficient)，带超线程，所以这儿有16个逻辑CPU
  • 2个低能耗核(LP，Low Power)，没有算到逻辑CPU中

这儿也能够看出现代先进CPU产品的一个规划思路，都是多个不同功用功耗类型的中心搭配和组合，再经过先进的软件履行调度，企图在软件履行功率和能耗上获得一个平衡，从而能够针对不同的核算任务，在尽或许比较低的功耗条件下，确保比较高的运转功率和功用。

和中心规划另一个重要的相关规划的便是缓存了。现代先进CPU规划一般都是三层缓存架构。155H的三级缓存，应该是Intel所谓的SmartCache，一切核算中心同享的24M；而二级缓存是为中心服务的，一切的功用核和低能耗核都是2M，8个效能核同享2M；一级缓存最挨近CPU核算中心，关于一切核，都各有64K的指令缓存和32K的数据缓存。

频率和功耗

现代先进CPU的运转频率，都是能够依据需求和负载动态调整的，便是所谓的“睿频”技能，所以一般情况下，CPU的频率标准只要一个根底频率和最大睿频。在传统的CPU产品中，在同一个架构规划下，频率能够简略的代表CPU的功用，从而用于产品和商场定位。

关于多个不同类型的中心，其频率规划更为杂乱。155H的功用核的根底频率和最高频率别离是1.44.8GHz，效能核0.93.8G，超低耗核是0.7~2.5GHz。能够看到，相比传统的CPU产品和技能，这个挑选和调节的规模是十分大的，显现了Intel强壮的CPU产品和软件规划才能。

中心的规划和履行频率直接影响CPU产品的功耗和散热规划。进步CPU运转的频率，是进步CPU功用的最简略的方法，便是进步运转频率。但这明显不是无价值的，首要的价值便是发热的问题。此外，更高的功率，还会带来电源支撑和动力消耗的问题，也不契合人类社会绿色环保的整体开展理念。所以现代先进CPU产品的规划，不再片面着重CPU的主频和功用，而是愈加着重能效目标，特别是主动适应核算负载，按需消耗电能，削减无效的动力消耗的才能。

Intel 155H的根底功耗为28W，最大睿频功耗为115W，最小和最大确保功耗别离为20W和65W。笔者的了解，这个最大确保功耗应该便是曾经的TDP热规划功耗。结点温度(TJUNCTION)为110C。

因而155H便是一个65W等级的CPU产品。归于一个中等偏上的定位。

AI支撑

和其诞生的时代相关，15代Intel酷睿CPU的最大特性，其实是增加了对AI处理的支撑。这大约便是Intel将其新一代酷睿处理器增加了一个Ultra形容词的原因吧。为什么不脸皮厚一点，直接叫Core AI Process呢？

155H进步的相关AI特性和技能包含：

  • Intel Deep Learning Boost (Intel DL Boost) on CPU

Intel Deep Learning Boost (Intel DL Boost) 是Intel的深度学习核算加快技能。是为AI深度学习核算的场景进行的规划和优化。它运用新的矢量神经网络指令集(Vector Neural Network Instruction，VNNI)对Intel AVX-512指令体系进行了扩展，从而明显进步了深度学习核算的功用。通常这个优化和完结是在GPU上完结的，Intel的这一技能，在CPU上就有完结，能够供给更灵敏方便的应用方法。

  • NPU

NPU便是神经网络处理单元。不知道是不是跟Apple学的，Intel也在自己的CPU产品中，增加了NPU单元。Intel的NPU技能品牌称号为“Intel AI Boost”。

Intel的NPU支撑的AI数据类型包含Int8，FP16，FP32等，支撑的AI软件框架包含OpenVINO™, WindowsML, DirectML, ONNX RT等。供给稀少支撑(Sparsity Support,SSP)特性，能够大幅度进步AI核算的内存运用功率。当然，不出意外的，仍是无法支撑CUDA。

Intel的NPU还供给Windows Studio Effects支撑，这是微软在Windows 11中引进的一个音频处理技能。便是供给了如空间声响、回声消除、主动音量平衡、动态规模压缩等声响处理相关的硬件加快特性，能够了解称为软件化和可扩展的音频DSP体系。用于增强和改进如视频会议、音视频播映、游戏等的音频体验。

笔者了解，运用NPU在芯片级的层面上来改进音视频体验的方法，最早仍是由Apple来引领的，由于它有共同的条件和需求。它有自有的硬件、芯片、操作体系和软件能够支撑这种共同的规划和完结。Intel作为作为一个通用的CPU厂商，引进NPU产品，其实有一些劣势，便是它不掌握上游在操作体系和应用软件层面的资源。所以它首要和微软协作，走的仍是Wintel的老路。但除了多媒体方面，NPU在AI其实有更大的开展前景，这应该也是Intel在这方面大力投入的一个更重要的原因吧。

图形处理单元

面临新的技能开展时机和商场需求(便是AI)，Intel在这一代的CPU内置GPU单元方面，进行了一个很大的改进和进步。便是运用了本来在Intel独立显卡中运用的架构和技能：ARC。

ARC(学名Intel Arc™ graphics，锐炫)是Intel在2022年才发布的独立显卡产品线。当然这并不是Intel第一次涉足独立显卡事务，前面的几回尝试，基本上都是以失败而告终，这一次正在进行中，看起来也不是很达观，毕竟它的竞赛对手Nvidia和AMD在GPU技能范畴相对而言也过于强壮了。

就技能而言ARC也还算中规中矩，毕竟独立显卡不仅仅是看芯片，驱动、软件支撑和生态体系的因素或许愈加重要一点，并且是一个长期的过程。大体的标准，ARC只能对标于Nvdia的中端产品RX30系列，只能说给了商场一个更具性价比的产品和挑选。

其实从另外一个视点而言，Intel也有一个十分强壮的GPU产品，但它们都是以集成显卡的形式存在的，Intel自己称为iGPU。这个产品也跟着Intel CPU产品的开展而一直在开展，并且还很有自己的一些特色。比方其显现驱动和视频编解码功用十分强壮，这也是一般PC用户运用最广泛的场景和需求。

本来在正常情况下CPU和GPU是两个相对独立的产品类别。本来都在各自的范畴平稳开展，但最近的AI技能大爆发或许打破了这个平衡。愈加适应AI核算的GPU相关技能的需求一下被大大的进步了，让一切的芯片厂商必须要在这个方面有所开展，才能有用的确保自己的商场地位。这应该便是Intel依据将更先进的GPU架构ARC下放到新一代CPU产品中的一个原因。

作为本来为独立显卡体系规划的ARC GPU架构，明显比Intel原有的iGPU产品线有许多的进步。它的首要标准是：

  • 显卡最大动态频率： 2.25 GHz
  • 图形输出支撑：DP2.1 UHBR20, HDMI2.1
  • Xe-core：8
  • 支撑光线追寻
  • 最大分辨率 8K/60Hz
  • 软件：DirectX 12.1，OpenGL 4.6，OpenCL 3.0
  • 硬件编解码： H.264、H.265、AV1、VP9

ARC同样供给了CPU一样的AI特性，包含Intel DL Boost，AI数据类型和更多的AI软件框架包含OpenVINO™, WindowsML, DirectML, ONNX RT, WebGPU等。

由于引进了ARC显卡技能，依照Intel自己的说法，其显卡功率和功用有了大幅进步。其间功耗节省进步高达25%，AI 功率进步高达70%，生成式 AI 速度更快。显卡功用进步高达2倍。

在体系中，ARC GPU的设备代码为 0x7D55。

扩展性

155H支撑 Intel Thunderbolt 4；PCI-E 5.0和4.0，详细为1 (x8) Gen5 3 (x4) Gen4 8 (x1,x2,x4) Gen4；PCI Express通道数为28。

笔者了解，这儿的扩展性支撑首要是CPU直接支撑的方法，其他外围设备比方USB、SATA等，都是从PCI-E总线再次扩展来完结的。这些内容首要取决于芯片组和主板规划，和CPU没有直接的关系。

内存

这一点或许是这个产品最无趣的当地了。基本上没什么亮点。最大支撑96GB内存，基本上只能用于桌面或许移动体系。内存标准是DDR5 5600 MT/s或许LPDDR5 7467 MT/s，支撑两个通道，不支撑ECC。

其他先进技能

一般用户或许认为Intel的CPU产品便是一个中央处理器，但或许不了解的是，经过长时刻的积累和开展，Intel CPU集成了许多先进的特性和技能，触及许多多媒体、体系办理、功用优化和加快、体系安全等方面，这儿以155H为例，简略例举几条。

  • Instruction Set 指令集: 64-bit
  • Intel Thread Director， 硬件线程调度器
  • Intel Image Processing Unit 6.0， 英特尔 图画处理单元
  • Intel Smart Sound Technology， 英特尔 智音技能
  • Intel Wake on Voice, 英特尔 语言唤醒
  • Intel High Definition Audio， 英特尔 高质音频
  • Intel Adaptix™ Technology， 体系微调和自适应
  • Intel Speed Shift Technology, 作业负载瞬态响应
  • Intel Turbo Boost Max Technology 3.0 , 英特尔 睿频加快 Max 技能 3.0 ‡
  • Intel Hyper-Threading Technology， 英特尔 超线程技能
  • Thermal Monitoring Technologies， 温度监控
  • Intel Flex Memory Access，灵敏内存访问
  • Intel Volume Management Device (VMD)， 高级存储办理
  • 新的指令集扩展包含：Intel SSE4.1, Intel SSE4.2, Intel AVX2
  • 英特尔 vPro 根底版， 一个商业核算体系认证和标准
  • 英特尔 Threat Detection Technology (TDT)， 威胁检测技能
  • 英特尔 Standard Manageability (ISM) , 远程可办理性
  • 英特尔 Hardware Shield 参与资历， 硬件安全和固件保护
  • 英特尔 操控流强制技能， 一种体系进犯防护
  • 英特尔 AES-NI， 新的AES指令
  • 安全密钥
  • 英特尔 Trusted Execution Technology， 可信任履行技能
  • 履行禁用位，削减病毒和恶意代码进犯的时机
  • 英特尔 Boot Guard， 启动保护
  • 依据形式的履行操控 (MBEC)， 内核代码完整性验证和强制
  • 英特尔 虚拟化技能 (VT-x)
  • 英特尔 Virtualization Technology for Directed I/O (VT-d) ，改进的虚拟化IO
  • 英特尔 VT-x with Extended Page Tables (EPT) ，改进的虚拟化内存办理

SOC

虽然在Intel的CPU标准阐明中，没有明确的说到，但其他的资料和资料表面，以155H为代表的MeteorLake产品系列，是一个SOC(System On A Chip)产品。便是它实际上是一个模块化的体系，由Compute(核算)、Graphics(图形)、SoC(操控和集成)、IO(输入输出)等部分构成(下图)。

Intel新U标准和技能赏析

跟着芯片技能的开展，现代化的CPU规划和制作，都倾向于开展成为功用愈加丰厚强壮丰厚的SOC体系，从而获得在功用、功耗、集成性和功用性方面的优点，并且简化外部集成时的作业和本钱。

MetrorLake处理器便是这样规划和制作的。它还在制作工艺上引进了Chiplet(芯粒)技能。便是即使是同一个芯片，它的不同的组成部分，不一定要在同一个工厂内一次性完结，而是能够将大的芯片区分为多个小的芯片区块。这些区块能够在不同的工厂运用不同的制作工艺来完结。

详细而言，如上图所示，MeteorLake SOC由四个不同的区块(Tile)组成，SoC块是首要组件，包含了一些基本功用；核算块中首要是P和E中心；GPU块便是ARC GPU模块；I/O块包含了外部设备接口。其间SoC是由Intel4工艺制作，它其实是Intel的首个7纳米工艺；而其他块是由台积电制作的，还运用了N6和N5两个工艺。芯粒的制作工艺，能够大幅度降低芯片的制作本钱，由于并不是一切的功用模块都需要最先进的制程，并且不同的芯片代工厂，能够都有它们拿手的范畴，这样能够做到优势互补，制作的本钱和效益归纳的最大化。

在更新的规划中，Intel甚至考虑模仿苹果，将内存模块都集成起来(下图)。假如这个是真的，明显这个规划和完结的技能含量间隔苹果仍是有一段间隔的。由于苹果是在规划阶段，直接将统一内存单元都做到了芯片里边，而不是像下图，在封装阶段，将内存模块封装在一个底板之上，两者仍是有很大差异的。

Intel新U标准和技能赏析

小结

本文剖析和探讨了Intel新一代的CPU产品155H，打开剖析了其触及到的一些技能和特性，并加入了笔者关于现代CPU体系规划，技能开展和职业现状的一些思考和想法。