今年9月的Intel Innovation期間,Intel詳解了Meteor Lake的部分關鍵技術——Meteor Lake可以說是近代Intel歷史上,及PC處理器歷史上最大的一次變革。因為這顆處理器真正將chiplet和先進封裝方案用到了PC領域,也用上了Intel最新的Intel 4工藝;另外CPU部分新增低功耗LP E-core,處理器新加AI加速單元、核顯性能躍升2倍也都是重要的加分項...
當時Intel預告了Meteor Lake酷睿Ultra處理器將在12月發布——酷睿Ultra品牌名的出現,其實也多少能看出Intel對這代產品的重視。感覺這次Intel發布新款處理器的陣仗挺大,在北京國家體育館的發布會刻意強調了AI PC。不過這篇文章,我們只談新發布的酷睿Ultra處理器新品。從現場不少OEM企業展示的新品來看,當前已經有采用酷睿Ultra處理器的筆記本上市了:聯想應該就是其中第一批。有關此次發布會強調AI PC的報道部分,點擊這里查看。
談談酷睿Ultra的產品定位
此前Intel在宣布酷睿Ultra品牌名時就提到了,酷睿Ultra按照慣例劃分成了酷睿Ultra 9/7/5幾個不同系列,就像以前的酷睿i9/i7/i5那樣。但這次Intel只重點發布了酷睿Ultra 7和Ultra 5的幾個型號,并且表示明年1月才會發布酷睿Ultra 9。
另外有一個我們并不是很確定的消息。以往PC平臺常規的酷睿處理器是切分成面向臺式機和筆記本的不同系列的,通常面向臺式機的是S系列;而面向筆記本的基于功耗差異還會細分成HX, H, P, U等系列。而Intel在本次發布會上只發布了面向筆記本的H與U系列,具體產品如下。

有可能對于Meteor Lake這代產品而言,其他系列都會缺席。我們知道,以前的H和U系列分別是面向筆記本的標壓和低壓版本CPU。但從酷睿12代(Alder Lake)開始,Intel引入HX系列以后,尤其酷睿13代(Raptor Lake)強化了HX的市場地位,H系列成為更多輕薄本的選擇,部分取代了此前P系列定位。
從產品參數表來看,酷睿Ultra的H系列處理器設定的TDP基礎功耗在28W,最大睿頻功耗64W。這是個明顯更偏功耗敏感的設定(但從Intel的介紹來看,OEM廠商也可以將基礎功耗設定在38W/40W,也有對應更高的最大睿頻功耗115W)。
在答記者問時,Intel表示:“Meteor Lake這一代酷睿Ultra,更多聚焦在輕薄筆記本平臺”,而28W這個功耗點“既能均衡性能,又能均衡功耗和未來筆記本設計”。另外還有一句話,“目前看到的整個型號表是全家族的型號,我們不會在Meteor Lake平臺增加其他處理器型號”。
另一個比較重要的信息是,Raptor Lake和Meteor Lake可能會在未來一段時間內共存。即高性能的游戲本、工作站可能仍然會繼續用酷睿13代——也就是Raptor Lake處理器。臺式機則大概率會延續前不久發布的酷睿14代Raptor Lake Refresh。從這個角度來看,Meteor Lake更像是僅取代了上代處理器的一部分產品。
還有一點值得一提,即新發布頂配的酷睿Ultra 7 165H的P-core最高睿頻為5.0GHz,而一季度要問世的酷睿Ultra 9 185H的P-core最高睿頻也就是5.1GHz。這在Intel的歷史產品上并不算是特別激進的頻率。不論這些設定是否與Intel 4工藝特性相關,我們基本還是可以認定,Meteor Lake就是一代更追求高能效的CPU。
具體的處理器規格,文字部分就不再多做贅述了:這次發布了H系列4個型號,和U系列4個型號;明年1季度還會有3個型號問世——明年問世的產品中,出現了TDP 9W,最大睿頻功耗30W的型號。

這次發布最高配的酷睿Ultra 7 165H,CPU部分有6個P-core和8個E-core,以及2個LP E-core(SoC Tile、低功耗島上的2顆低功耗E-core),總共3種,一共16個核心22線程。Intel這次也提到了LP E-core架構與E-core架構是一致的——大概在最高頻率上會有差異。P-core睿頻5.0GHz,E-core睿頻3.8GHz,暫時沒有給基頻數字,L3 cache最大24MB。
處理器的核顯部分,最多8個Xe核心,這次的核顯性能應該還是非常給力的,后文也會特別提及。內存支持方面,DDR5-5600最大96GB,和LPDDR5/x-7467最大64GB。另外就是配有專門的AI加速單元NPU,所有型號在NPU的用料上是一致的。
不同處理器型號的配置差異主要體現在P-core數量,L3 cache容量、核心頻率、核顯的Xe核心數量和頻率上。U系列全系都是2 P-core + 8 E-core + 2 LP E-core的方案;值得一提的是U系列Xe核顯資源算是給得比較吝嗇,僅有H系列的一半——以前的U系列核顯是會給到較強的圖形配置的。
Intel在媒體會上沒有提酷睿Ultra的型號命名規則,不過對Intel產品線熟的讀者應該也能猜個大概。
這代CPU能效提升是關鍵
此前我們在介紹Meteor Lake的相關技術時,大體上都是說制造工藝、先進封裝技術,以及系統級構成,始終沒有真正觸及CPU性能究竟提升多少之類的話題。

這一代酷睿Ultra處理器上CPU部分的P-core代號為Redwood Cove,E-core代號Crestmont。目前我們所知的是Redwood Cove核心同時增加了cache和內存帶寬,性能監測單元也做了提升,IPC隨之提升;Intel這次大致提到了Redwood Cove提升了分支預測能力,能效改良,以及輔助操作系統做線程調度決策的ITD(Intel Thread Director)機制提升了反饋能力,總體達成每瓦性能提升。具體各項提升多少沒說。
而Crestmont,也就是E-core,除了同樣因為分支預測改進、ITD加強了響應表現,以及隨之而來提升了吞吐,獲得IPC提升以外,Intel還提到一個比較大的變化是,VNNI端口數顯著增多,獲得VNNI指令執行能力的提升。這對CPU上的AI加速是很有價值的。
加上SoC Tile上的2顆LP E-core核心同為Crestmont架構,基于一般CPU異構核心設計需要做到跨核心的ISA兼容性,P-core, E-core和LP E-core一起工作,CPU多核加速的VNNI指令會有更好的性能表現。Intel在媒體會上強調了E-core和P-core“分享同一個指令集”,Symmetric ISA——這應該主要是在表達AI加速在各個核心間,指令集層面的均等。強調這一點,可能和過去Intel的E-core指令支持缺失有關。
有關和自家前代處理器及競品處理器的對比,先來看Intel給出功耗相關的一些數字。在PC處理器上,先講功耗和能效,在Intel以前的媒體會上是不多見的。這應該能夠說明酷睿Ultra首先強調的就是效率方面的提升,或者說功耗的相對降低。
第一個數字是在Netflix視頻播放場景下,酷睿Ultra 7 165H相比于上一代的酷睿i7-1370P,功耗降低了25%。從此前可能動用P-core和E-core總共需要大約1540mW功耗,到現在用SoC Tile上的LP E-core功耗下降至約1150mW。簡單來說,也就是酷睿Ultra播視頻比以前更省電了。
第二組數據是不同使用場景下,酷睿Ultra 7 165H相比于AMD Ryzen 7 7840U(標稱TDP同為28W)的功耗更低,包括網頁瀏覽功耗低7%,4K本地視頻播放功耗低44%,以及Windows桌面閑時功耗低了多達79%。

這對輕薄本而言應該說是非常有價值的數據了,這也會讓人更期待接下來采用酷睿Ultra的筆記本續航水平是否會有對應的顯著提升。
另外從能效的角度來看,Intel也給出了包含蘋果M3在內的幾款筆記本處理器的能效曲線,橫軸代表SoC功耗,縱軸是相對性能,曲線或點越往左上表示能效越好(相同功耗下可獲得更高的性能);對比的仍然是SPECint2017。感覺這張圖還是畫得隨意了點,且等后續產品發布時的具體數據吧:

接下來看看更具體的CPU性能變化,Intel特意強調了“Ultrathin System”中的性能領先,算是對Meteor Lake的定位再做了明確。
單線程性能方面,基于SPECint測試,受制于P-core最高頻率(5.0GHz)不及上一代的酷睿i7-1370P(5.2GHz),所以酷睿Ultra 7 165H單線程性能要略弱于后者。這其實讓人有些擔心Redwood Cove的IPC提升究竟有多少。

同級競爭對手方面,Intel選的仍然是Ryzen 7 7840U——這應該也是目前最合理的競品對比對象;酷睿Ultra 7 165H的單線程性能較之還是強了大約12%的。另一個參賽選手驍龍8cx Gen 3其實不該拿來同場競技,畢竟其TDP都不在一個量級。

而在多線程性能對比上,同樣是SPECint2017,酷睿Ultra 7 165H相比上一代的酷睿i7-1370H的核心數也更多,所以多線程性能表現出了領先——在相似的功耗水平上,前者提升了大約8%左右。相比于競爭對手的Ryzen 7 7840U,領先幅度則有11%;至于驍龍8cx Gen 3,那應該也還暫時沒有提的必要——高通這邊目前要看的應該是驍龍X Elite,雖然要等到明年年中了。
這個性能數據在我們看來仍然是不夠理想的,尤其是蘋果、高通強敵環飼的當下。最后再給一組系統性能對比數字,也就是更偏實際應用的性能對比——主要是多媒體創作方面的,包括UL Procyon的視頻編輯測試,PugetBench的Premiere和Lightroom測試。
注意這組對比的處理器和前面幾個對比的型號不同,Intel陣營選的是酷睿Ultra 7 155H和酷睿i7-1360P。AMD這邊仍然是Ryzen 7 7840U。Intel方面說,這是盡可能找了一些接近配置的機型去做對比。Intel給出的第一方結果數據是,Meteor Lake陣營相比競品,在這三項中的性能領先幅度達到了31%、41%和19%。

這個領先幅度還是相當大的。不過這種高層級、真實負載的測試對比,比的應該就不只是CPU的性能了,多媒體編解碼器、GPU加速可能都包含其中。
另外在系統性能部分,Intel給出的,當然還有游戲性能水平。但和往常不同的是,Intel這次給的游戲性能測試,主要是為了反映酷睿Ultra的核顯性能。
核顯,2倍性能提升
現在Intel開始直接將Meteor Lake的核顯稱作Arc GPU了,這是以前Intel獨顯的名字。主要是因為新核顯的確大量借鑒了Arc獨顯的經驗。新核顯在芯片封裝層面基本是獨占了一片chiplet/tile的,其規模縮放靈活性理論上也會更好。Intel Innovation大會上,Intel就說新版核顯Xe-LPG,相比于前代的Xe-LP,性能和能效(每瓦性能)都實現了翻番;同時新增光線追蹤單元,新增DirectX 12 Ultimate特性支持(包括光線追蹤、網格著色等)等。
媒體引擎新增AV1編碼支持,最高至8K 10b HDR規格;顯示引擎部分同時支持4路通道,對HDMI 2.1, DP2.1 20G, eDP 1.4b也都做出了支持。這兩個部分現在實際上和圖形單元并不在一起,但習慣上會放在一起討論。
大眾更關心的圖形性能提升,源自于 Xe-LPG相比過去提高了主頻、擴大了規模,也提升了架構效率。酷睿Ultra 7用上了頂配的8個Xe核心,總共128個矢量引擎;幾何管線雙倍拓寬;后端也有對應提升;每個Xe核心也對應了1個光線追蹤單元。堆料就比此前用了好幾代96EU的Xe-LP核顯強了不少。
用核顯來玩游戲,酷睿Ultra 7 165H相比酷睿i7-1370P,在不同的游戲中,包括《生化危機:村莊》《CS2》《守望先鋒》等游戲幀率都有可觀的提升。尤其《博德之門3》的游戲幀率是前代的2倍:

更多同學可能會關心酷睿Ultra的核顯,相比隔壁AMD正在市場上大殺四方的Radeon 780M核顯怎么樣。Intel表示他們選了4臺不同的筆記本來做這項測試,兩臺采用酷睿Ultra 7,還有兩臺都采用AMD的Ryzen 7 7840U。

綜合18款不同游戲在1080p分辨率下的測試結果,酷睿Ultra 7 165H相比競品有著16%的游戲性能優勢。這對想用輕薄本來玩游戲的用戶而言顯然是個好消息。
還有一點格外值得一提,即Intel的核顯現在也能通過DP4a指令來做AI超分,也就是核顯現在也支持XeSS了。XeSS能夠將低分辨率的畫面,以近乎原生畫質水平升格到高分辨率。比如540p分辨率的畫面可以提升到1080p,那么GPU的渲染壓力就低了很多,也就提升了幀率。
這類AI超分特性原本是獨顯才有的,但實際上它對圖形渲染資源稀缺的核顯而言也非常重要。Intel給出的數據是,用酷睿Ultra 7 165H玩游戲,開啟XeSS的情況下(應該是極致性能檔),游戲幀率平均能夠提升39%——這對用核顯玩游戲顯然又是個巨大的加分項;而±39%往往是游戲流暢與否的分水嶺。活動現場演示現在《賽博朋克2077》也能流暢運行,這在前兩年還是不可想象的。
而且在加上XeSS以后,酷睿Ultra的實際游戲性能能夠比上代酷睿最高高出3倍(官方特別列舉了游戲《幽靈使者》),且能效也能有3倍領先。

有關酷睿Ultra的AI和其他組成部分
有關AI的部分,包括AI功能演示,AI PC的新特性,我們做了另外撰文。我們之前也特別介紹過Meteor Lake內部集成的這顆NPU,Intel的AI軟件棧、生態情況,以及Intel是如何借用XPU(CPU+GPU+NPU)來做更高效的本地AI推理的。
這里簡單分享本次公布的一些數字和關鍵信息,(1)Intel公布酷睿Ultra的AI“總體算力可以達到34TOPS”,囊括了不同的處理器單元,尤其前文提到E-core的VNNI指令執行加強就是其中的組成部分。
(2)酷睿Ultra能跑200億參數規模的LLM大語言模型。1秒時間完成512x512分辨率文生圖,6秒1024x768高畫質文生圖。
(3)Intel預計到2025年,會將超過1億臺帶有AI加速器(NPU)的PC投放到市場上。
(4)在不同的AI工作中,酷睿Ultra相比AMD的競品,有著不同程度的性能領先。比如Lightroom中的AI照片編輯,Stable Diffusion的文生圖等。雖然這個對比沒有拉來Ryzen 7 8040系列有些說不過去,而且GIMP Stable Diffusion這種對比項應該主要是欺負AMD還沒有就軟件層面,著力在這塊做布局與優化。

(5)酷睿Ultra相比上代產品,生成式AI性能強1.7倍,視頻電話中使用AI特性(如背景移除)由于負載主要轉移到了NPU單元上,功耗降低了38%;在UL Procyon AI測試中能效提升2.5倍。
(6)Intel在AI方面的ISV合作伙伴很快要達到100家,有了超過300個具備AI特性的應用。與一家名為Superpower的ISV合作,讓LLaMa2-7B跑在酷睿Ultra上。“也和國內很多大語言模型廠商合作,國內拿到監管許可的廠商基本都有合作,并在酷睿Ultra平臺上做適配”。
最后還有個相關酷睿Ultra處理器的重要組成部分沒談:以前都是放在PCH芯片組的部分去講的。而酷睿Ultra現如今的chiplet式設計不再需要額外的PCH芯片組,IO支持情況匯總如下,這里就不再多做解釋了,看圖即可:

這張圖基本也匯總了這一代酷睿Ultra的亮點,包括異構核心設計,新加入的LP E-core核心;核顯性能大幅提升,NPU作為專用AI加速單元的引入等。總的來說,Meteor Lake是CPU重在提升能效,GPU核顯性能大幅躍升,并引入AI PC概念的一代處理器產品——這是其面向用戶時,產品層面的價值。
而在半導體制造技術層面,我們還是想強調,Intel 4工藝、EUV的采用,以及Foveros 3D封裝技術,整體都基于chiplet的設計,為未來10年的處理器發展奠定了基礎。