Intel發布12代酷睿桌面CPU：性能解析與前瞻

今年12代Intel酷睿桌面處理器（產品代號Alder Lake-S）宣傳活動還是相當的盛大，除了10月28日全天的發布會之外，事實上在此之前的2天，面向媒體就已經有會前溝通會，以及演示活動了。

前兩個月的Intel Architecture Day上，我們仔細分析了這代酷睿CPU處理器的兩種核心架構，分別是代表性能的P-core（代號Golden Cove），以及代表效率的E-core（代號Gracemont）。此前的總結中我們就提到過，無論哪種核心，都稱得上架構層面的大跨步。

其中P-core實現了相比上代（11代酷睿Cypress Cove核心）19%的IPC提升，比Skylake->Sunny Cove的提升還要大；而E-core雖然只是“效率核心”，但在單線程性能方面，同功耗下相比Skylake（10代酷睿）也有最多超過40%的性能提升，多線程最多有80%性能提升，功耗至多降低80%。

按照核心層面理論上的性能提升，要擺脫隔壁AMD的糾纏已經是小菜一碟。而且12代酷睿在絕對性能上應該是能夠超過最近被吹得神乎其神的M1 Max的，雖然在功耗方面大概仍然會有一定的弱勢。而Intel本身也對12代酷睿寄予了厚望，稱其“重新定義x86架構的性能”，以及在宣傳口號上提“異構強芯，一戰封神”，并且把Alder Lake-S稱作“世界上最出色的游戲處理器”。

在看本文之前，建議感興趣的同學先去了解一下12代酷睿P-core與E-core的微架構分析——此前的這篇文章我們也談到了對這種混合架構做調度的Intel Thread Director技術。本文從更系統的層面來談談12代Intel酷睿桌面處理器，以及我們在發布會上聽到更多可在此給出的細節信息。

首發的幾款Alder Lake-S新品

先來看看Intel本次首發的幾款12代酷睿桌面處理器新品，具體如下圖所示。包括了最高端8個P-core與8個E-core的酷睿i9-12900K（24線程）；酷睿i7系列普遍是8個P-core加4個E-core（20線程）；i5系列則為6個P-core加4個E-core（16線程）。

I/O的主要亮點包括對于DDR5（4800 MT/s）、PCIe Gen 5（16 lanes）的支持。還有相關睿頻、緩存cache方面的信息此處也不再一一贅述，看圖即可。值得一提的是，表格右邊的功耗部分并未像往常一樣，以TDP來標注。這將在后文中做解釋。

Cache方面可做補充的是：Intel表示在混合架構之下，“對緩存進行了進一步加強。在增加P-core二級緩存與E-core每核二級緩存的情況下，我們同時在共享的L3智能緩存上也進行了增強和容量擴充。” L3 cache最高為30MB。

核顯這次編號叫UHD Graphics 770，似乎相比去年的11代酷睿（Graphics 750）是有提升的，具體不知道提升了哪里。不過作為桌面處理器的核顯，集成的Xe core核心數量應該會比較有限。

有關Alder Lake-S的其他信息還包括，采用Intel 7制造工藝（原10nm Enhanced SuperFin），LGA1700封裝——也就意味著舊主板是不支持Alder Lake-S的。新主板搭配的是Intel 600系列芯片組。從主板廠在京東的銷售信息來看，Z690芯片組的主板過幾天才會上市。600系列芯片組的相關提升會在后文中詳述。

有關E-core扮演角色的簡單補充

此前雖然我們已經用了相當大的篇幅去探討Alder Lake兩種核心架構，以及配套混合架構的Intel Thread Director輔助調度技術。不過這次的發布會，Intel還是公布了一些新料。在談具體的產品之前，與各位做簡單分享。

首先是有關E-core在系統中的作用。鑒于隔壁Arm的宣傳，我們習慣上把不同核心放在一起的這種架構稱作“大小核”設計。所以大部分人對于Intel推混合架構中的E-core，是秉承其作為“小核心”的思路的。

E-core在整個系統中的確有提升效率的價值，比如在筆記本平臺能夠更大程度地節電。但就像此前架構分析文章中提到的，E-core在核心規模、寬度上遠超Arm的小核心（如Cortex-A55），是個標準的亂序核。

而且這一代E-core（Gracemont）的單線程性能（SPECint）相比Skylake在同功耗下至多提升40%，多線程（4C4T）提升至多80%（同性能下，功耗降低80%）。當然這個對比是基于特定頻率，而且并未涉及浮點性能。不過這也意味著12代酷睿即便是E-core，也在某種程度上比10代酷睿的“大核”性能更彪悍、更節能。

我們在這次活動上向Intel提了個問題，即P-core是支持超線程的。當某個任務有16個線程需要處理時，12代酷睿處理器會優先于將16個線程塞滿8個P-core并啟用超線程（8C16T），還是更傾向于8個線程給P-core，另外8個線程給E-core（16C16T）。

Intel院士Guy Therien在回答這個問題的時候特別提到，超線程通常能夠帶來30%的性能提升，但E-core卻可獲得80%的額外性能。“所以在填充核心的時候，首先會挑選P-core——因為其性能出色，隨后就挑選E-core。在它們都被填滿以后，才會考慮P-core的超線程。”

這個回答其實能夠較大程度表明，E-core并非“小核”。Intel方面似乎一直在強調E-core對于多線程吞吐提升的價值。此前我們也說E-core以足夠小的占die面積，實現了相對高效的多線程性能提升（四個E-core，面積差不多相當于一個P-core），絕對是Cinebench這類基準測試的刷分利器（媽媽再也不用擔心隔壁chiplet-based堆核戰術了）。

在demo演示中，Intel也分享了幾個有趣的場景，包括一邊玩游戲，一邊在推流平臺做游戲直播——則E-core將在其中發揮非常好的作用，游戲幀率相比以往會有個顯著提升。演示中Intel用《騎馬與砍殺》+在斗魚平臺推流——相比競品（AMD Ryzen 5950X）的游戲幀率領先幅度可以達到40%左右；而在未開啟E-core的情況下，領先幅度則在20%左右。

另外一個演示場景是，同時用Premiere和LightRoom——當后臺做Premiere視頻輸出時，前臺執行Lightroom照片轉換工作，會有相當大幅度的速度領先。不過感覺大約很少會有人真的這么去用電腦吧。

Intel針對混合架構可實現性能提升的問題，預設了一些前后臺或其他多任務工作場景，具體如上圖所示。這其實也是桌面平臺為何也用E-core的原因，畢竟它的確不是“小核心”。Intel這次在分享活動上說，一定要形容的話這倆應該是“大核”和“大大核”。

其實有關E-core、P-core以及超線程該怎么用的問題是相關于調度機制的。Intel Thread Director是Intel針對混合架構設計的一種線程調度輔助技術。因為不同核心構成同一個處理器，誰跑在P-core上、誰跑在E-core上，以及何時進行線程遷移，都是影響使用體驗的關鍵。而Intel Thread Director在工作時可以給操作系統scheduler提供更細致的“hint”，幫助操作系統進行調度決策。

這也是Intel與微軟Windows 11合作開發的技術，此前我們特別撰文談了這項技術。其基本原理以及調度的一些典型場景，本文就不再細數了。

另一個值得一提的問題是這次的12代酷睿是不支持AVX-512與AMX（Advanced Matrix Extensions，一種AI加速單元）的。但實際上我們知道，應用于數據中心的Sapphire Rapids支持這兩大特性。這表明這代P-core（Golden Cove）在設計上是有AVX-512與AMX硬件基礎的。

而12代酷睿之所以不支持這兩者，最大的原因應該是E-core不包含對AVX-512與AMX的硬件實現。基于一般情況下，同一顆CPU中，不同架構的核心需做到相同的指令支持這一點，12代酷睿處理器芯片也就不再支持AVX-512與AMX了。

所以我們問了Intel，未來是否有計劃推出僅包含P-core（而不包含E-core）的PC處理器。Intel對此表示需要等待后續公布的消息。另外關于能否通過關閉E-core來開啟P-core中的AVX-512和AMX特性的問題，Intel的回復是“不能”。

有關Alder Lake-S的性能提升

這代P-core（Golden Cove）相比11代酷睿核心（Cypress Cove）在IPC方面有19%的提升，這一點此前分析P-core架構的時候已經談到過了。隔代19%的IPC提升還是相當耀眼：Golden Cove作為微架構基礎，未來應該會在Intel后續的處理器產品中延續比較長的時間。這其實也是12代酷睿有革新意義的原因所在。

這次Intel也給出了更多的數據，上面這張圖是以10代酷睿（Comet Lake-S，Skylake核心）為基準，在固定頻率下，整數性能（SPECrate2017_int_base）的變化。12代酷睿的P-core（Golden Cove）較之有28%的提升。而尤為值得一提的是，E-core（Gracemont）也有1%的領先——這里還沒有呈現功耗方面的優勢。

這其實也能看出，近幾代Intel產品在核心性能方面的顯著變化。

結合兩種核心之后，上面這張圖對比了酷睿i9-12900K與上一代的i9-11900K。以酷睿i9-11900K在250W峰值功耗下達成的性能為基準，i9-12900K在不同功耗下可實現的多線程性能成績如上圖所示。

這張圖有兩個亮點，其一是i9-11900K的峰值功耗241W下，相比上代達成50%的多線程性能提升。更重要的是，要達到上一代相同的性能水平，只需要65W的功耗，即上代1/4的功耗。這樣一來，12代酷睿理應會有更多的機型設計自由度；而且也讓我們更期待移動平臺的12代酷睿產品。

尤為值得一提的是，在前文中新品規格表里，首次出現了“processor base power”和“maximum turbo power”這樣的功耗詞匯。從Intel的解釋來看，基礎功率（base power）是指PL1狀態下的功耗；而最大睿頻功率自然就是指PL2狀態下的功耗了。

關注PC的同學應該很清楚，PL2是個短時睿頻狀態：處理器在該狀態下，可維持很短的時間達成性能突發量；而PL1是相對穩定的長時睿頻。這次最高配的酷睿i9定義最大睿頻功耗為241W。

Intel表示，在散熱理想的情況下，可設定PL1=PL2=241W。因為這次的芯片可以長期穩定工作在241W功率下。

系統性能，與上一代和對手的比較

以這種程度的核心性能提升，雖然在制造工藝上仍然會在短時間內落后于競爭對手，但AMD在微架構設計上，恐怕很難在接下來要發布的Zen 4上實現趕超。接下來談談系統性能，這應該才是更多人關心的問題。

作為強調“游戲”的處理器，上面這張圖是i9-12900K與上代i9-11900K在各類游戲上的性能比較（其他配置包括12代酷睿采用DDR5-4400內存，Geforce RTX 3090顯卡）。Intel測的游戲還真是相當多，從《彩虹6號》到《英雄聯盟》。

綜合性能提升取幾何平均值，則12代酷睿的性能提升幅度大約為13%（Intel提供的另一組數據是13-28%，可能測試環境和樣本量有差異）。像《英雄聯盟》這樣的游戲，性能提升幅度大約有40%。

和對家的5950X比比（這次總算是比最頂尖的5950X了）。這張表中包括《古墓麗影》《孤島危機》《F1賽車》等游戲。酷睿i9-12900K在大部分游戲中都比AMD的線程撕裂者彪悍。不過這一點應該是完全在意料之中的。只是這個對比其實并未發揮AMD使用自家GPU在系統架構層面優勢，該對比同樣基于英偉達RTX 3090。

另外AMD Ryzen 5000系列不支持DDR5，對此Intel表示12代酷睿也支持DDR4。“同樣的，我們將30多款游戲在DDR4上做了詳細評估，得到的結論還是相同的。DDR4之上的游戲性能同樣高于競品和11代酷睿產品。”

在昨天的體驗活動中，Intel現場展示了自家產品與AMD在游戲過程中的實時幀率、功耗和溫度方面的差異。在《超級賽車》這樣的游戲里，能表現出相當大的性能差異；而且CPU溫度也顯著低于AMD的線程撕裂者。這算是真切地在新一代產品中扳回一城，即便Intel 7工藝接下來要迎戰的是臺積電N5。

有關散熱的問題，Intel也在會上提到了一個細節。這代酷睿處理器的封裝再度做了優化。此前我們就知道，Intel通過做薄die的部分，而做厚上方的IHS（Integrated Heat Spreader）散熱器來提升散熱效率。12代酷睿桌面處理器的IHS進一步做厚，將STIM（Solder Thermal Interface Material）釬焊散熱材料做薄了，來進一步提升散熱效率。

另外需要單獨提一提混合架構中，E-core在游戲場景中可發揮的作用。前文已經提到，即一邊玩《騎馬與砍殺2：霸主》這款游戲，一邊跑游戲的流播與錄制（OBS）。酷睿i9-12900K的E-core能幫上很大的忙（主要是針對OBS的流播與錄制任務），最終可讓游戲幀率提升84%。如果沒有E-core的話，那么相比前代的提升則在19%左右。

值得一提的是，Intel這次專門與游戲工作室合作的游戲包括《殺手3》《反恐精英：全球攻勢》《騎馬與砍殺2：霸主》《全面戰爭傳奇：特洛伊》等。《騎馬與砍殺》應該是這其中對多線程并行能力利用率比較高的游戲，所以能夠表現出更大的性能優勢。

說完游戲，自然要說內容創作了。Adobe全家桶，包括Lightroom、Premiere、After Effects，以及其他各種工具，從照片、視頻編輯，到2D、3D建模和多幀渲染等工作，12代酷睿相比前代的性能變化如上圖。

這里After Effects Plus Benchmark能夠充分利用并行計算資源來做視頻處理，所以性能提升幅度達到了翻番的程度。E-core在這其中應當也起到了相當大的作用。這些內容創作工具中，Intel同樣有生態合作方面的例子。這次Intel特別提到了VEGAS Pro——在程序上較早開始利用VNNI指令集。這種生態合作的工具，事實上總是能達成更高的硬件利用率。

此處Intel為了表現其混合架構優勢，列舉的一個多任務工作場景是一邊用Lightroom導出照片（RAW->JPG），一邊用Premiere導出視頻。在E-core參與工作的情況下，并行處理這兩項工作，能夠達成相比上一代47%的速度提升。

這一例中。“照片編輯是短期操作行為，會被拉到P-core去操作；而視頻轉碼用Premiere會被移到后臺。”是兩種核心配合工作的典型場景。

前文我們已經提到，其實這樣的工作場景還是挺少見的。不過或許的確有攝影師存在此種工作需求，一邊剪片子、一邊給照片調色——攝影師本人仿佛也是多核工作狀態…

還有個生產力性能場景，包括一些辦公工具的性能變化，i9-12900K相比上代產品的變化如上圖所示。不過在多媒體內容創作以及生產力方面，Intel并未給出與AMD的對比數字。

600系列芯片組與超頻

最后來說說搭配12代酷睿桌面處理器的Intel 600系列芯片組（PCH），以及處理器及周邊的官方超頻選擇——這也是現在Intel發布會必提及的項目，畢竟很多會選購桌面CPU的同學都是發燒友愛好者。

其實600系列芯片組能提的亮點不多，高端定位的Z690芯片組支持PCIe 4.0，“配合原有的PCIe 3.0，在芯片組上我們一共交付了28條PCIe連接接口，極大豐富了外設連接。”

這里有個亮點在于，芯片組與CPU連接的總線升級至x8 DMI Gen 4.0——雖然不知道具體規格，不過猜想應當與PCIe 4.0類似。外設拓寬，做芯片組與CPU連接帶寬提升也是應該的。在這一點上，看未來12代酷睿移動版的配置應該會更有意義。

除此之外就是集成Wi-Fi 6E；以及“通過VMD（Volume Management Device）可以更好實現在PCIe下的設備管理，靈活進行設備組合管理”。

而在官方超頻選擇方面，對用戶而言主要有幾個新增的超頻功能。其一是，E-core也可以超頻，而且在XTU工具中可以針對單獨的核心做超頻設置。P-core與E-core倍頻可分別做調整，Ring/Cache頻率、核顯頻率等都可以做調整。

其二，配套DDR5，Intel推出了XMP 3.0。對于用戶而言，XMP 3.0增加到了5個profile可選，有新的電壓選項；其中有2個profile可以由用戶手動修改一些時序特性——這一點在過去是沒有的。PMIC如今是跟著DDR5走的，“DDR5電源管理IC目前有三個電壓：VDD、VDDQ和VPP，這三個電壓都以JEDEC與英特爾XMP做規范。”…“主板廠不需要去認不同廠商的產品，由Intel來做超頻相關的電源IC規范。”

“我們提供這么多的頻率、電壓、timing…所需的位置會更大。以前是78bytes，現在是384bytes需求。”Intel方面表示，“這些XMP的規格與電源管理IC以及SPD的規格都有關聯，互相做參考。這些規格讓內存廠商做驗證，然后將其驗證結果交給Intel。Intel確認之后，將其列為Intel認可的DDR型號。”

XMP 3.0還是相當值得發燒友們去研究和把玩一番的。

在昨天的演示環節，Intel演示了用XTU工具，直接在操作系統中就可以進行內存超頻的實時切換，從4800 MT/s超到5200，而不需要切到BIOS下去設置。

其三，內存超頻部分這次Intel新推了一個Dynamic Memory Boost動態內存頻率調整特性。可以根據當前負載自動進行內存頻率的切換，即在可達到XMP設定“超頻”頻率的基礎上，也能在不需要的時候回到默認頻率。

最后就是XTU（Extreme Tuning Utility）這個官超工具的一些特性加強。在XTU 7.5版本中，除了前文提到的對不同核心做超頻設置，對內存做XMP超頻，Intel還特別強調了新增的Intel Speed Optimizer達成核心頻率上的“一鍵超頻”。按一個按鈕，就能提升至優化過的更高的頻率——真正的“官超”。

總結：Intel的關鍵一役

我們已經拿到了這次Intel新發布的酷睿i9-12900K與i5-12600K，后續將會從某些角度對這兩顆芯片的性能和表現做個體驗分享。

12代酷睿處理器（Alder Lake）對Intel而言是相當重要的產品。以此前的架構分析和這次官方公布的數據來看，秒殺AMD Zen 3乃至后續的Zen 4應該都不是大問題；而且已泄露的跑分也表明，其CPU部分的絕對性能是優于蘋果M1 Max的——雖然因為制造工藝及運營模式的關系，在功耗表現上或許仍然不及。

混合架構，及作為未來酷睿產品架構升級基礎的P-core（Golden Cove）都是Intel這兩年的集大成之作。基于目前Arm陣營在高性能領域擴展的態勢，以及AMD這兩年的市場表現，Alder Lake無論對Intel，還是對x86陣營而言，都是異常關鍵的一役。這也讓人更加期待后續要到來的Alder Lake移動版。

價格對應如下：

i9-12900K售價為589美元，國行預售價4999元；

i9-12900KF售價為564美元，國行預售價4699元；

i7-12700K售價為409美元，國行預售價3199元；

i7-12700KF售價為384美元，國行預售價2999元；

i5-12600K售價為289美元，國行預售價2299元；

i5-12600KF售價為264美元，國行預售價2099元。

這些產品目前已經接受預訂，預計將在11月4日正式開售，明年年初還會有更多12代酷睿處理器型號問世。

位于華盛頓州的Alder Lake長這樣

責編：Luffy Liu