CPU|决定处理器性能表现的奥秘，你真的了解吗？酷睿处理器|英特尔|it芯片

英特尔在2020年9月正式发布了代号为TigerLake的第11代酷睿处理器，这代产品由内而外进行了全面升级，提供性能强劲的IrisXe核芯显卡、独立AI计算单元、全新多媒体引擎、PCIe4.0控制器，以及对Thunderbolt4的支持等，可谓是亮点颇多。而具体到处理器的计算核心部分， TigerLake则采用全新设计的微架构，辅以高频率加持，性能提升同样非常显著，下面就让我们就来具体谈谈。
全新架构与改进工艺带来的高频率
此前英特尔提出了一个公式，那就是：IPC×频率＝处理器的性能表现， IPC即“每时钟周期指令数” ，用通俗点的话来说就是“同频性能” ，而决定同频性能的基础就是处理器的微架构设计。
英特尔在2018年举办架构日，当时宣布的微架构路线图
而说到微架构，英特尔在2019年将首批10nm产品IceLake推向市场，处理器核心部分IceLake采用了全新设计的SunnyCove微架构，相比于传统的Skylake微架构进行了全面增强，拥有更深的流水线、更大的缓冲区、更多的执行单元，以及更先进的指令集支持，平均IPC提升高达18％；所以即便受限于初代10nm频率较低的影响，搭载SunnyCove微架构的IceLake产品性能依旧不差。但是，很多用户对英特尔初代10nm频率较低的表现耿耿于怀，也有很多消费者期待着早日拥有一个同时满足高频＋高IPC的产品。
SunnyCove对比Skylake在IPC方面提升显著，最高达到40％，平均也有18％
为了提高频率，英特尔在10nm工艺的基础上持续改进，将增强型FinFET晶体、SuperMIM(金属-绝缘体-金属)电容器相结合，打造出全新的10nmSuperFin工艺，实现了大幅度的节点内性能提升，甚至官方表示性能提升幅度堪比完整的工艺节点转换。具体体现到市场中，第11代酷睿TigerLake中的旗舰产品——酷睿i7-1185G7可实现4.8GHz单核心睿频， 4.3GHz全核心睿频，相比酷睿i7-1065G7提高了接近1GHz！主流产品——酷睿i5-1135G7也可实现单核心4.2GHz睿频，全核心3.8GHz睿频，比上代的旗舰酷睿i7-1065G7也要全面高出一大截。
【CPU|决定处理器性能表现的奥秘，你真的了解吗？】10nmSuperFin工艺的改进
而在微架构方面，英特尔也并没有停下脚步，在基于SunnyCove微架构的基础上继续增强，推出了经过全面改良的WillowCove微架构，优化了晶体管设计，支持Control-flowEnforcementTechnology/CET技术提升安全性，改进缓存结构并大幅度增加缓存容量，最终WillowCove微架构的每核心二级缓存高达1.25MB、每核心三级缓存高达3MB 。
在SunnyCove的基础上， WillowCove经过改进，做到了继续增强
最终， TigerLake搭载了比SunnyCove微架构更加强大的WillowCove微架构，并在10nmSuperFin工艺的加持下大幅提高频率，同时满足了高频率＋高IPC两个特点，这让此前的轻薄本处理器无法比拟。
SunnyCove与WillowCove频率/电压曲线， WillowCove最高睿频更高，同频电压则更低
新架构的超强性能表现
目前AIDA64已经可以全面检测出TigerLake系列产品的参数信息。我们使用全新的宏碁非凡S3X作为平台进行测试，这款产品搭载酷睿i7-1165G7处理器（单核睿频4.7GHz、全核睿频4.1GHz、12MB三级缓存、5MB二级缓存），配备双通道LPDDR4X4267内存， PL1设定40W、PL2设定64W（实际散热能力可支持单烤FPU长期稳定在30W），性能释放比较激进。
y-cruncher是计算圆周率等数学常数的软件，创造了计算圆周率的世界纪录，对新处理器和新指令集的优化较快。由于TigerLake搭载的WillowCove微架构对AVX-512指令集有着全面的支持，因此在这项测试中表现极其出色，计算10亿位圆周率花费时间仅为58.217秒，甚至做到了“以小博大” ，比8核心16线程的标压处理器还要快出不少！可见新架构所带来的强大效能。