浅谈IPC和微架构 IPC数值越高CPU实际性能就越强吗.docx

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1、浅谈IPC和微架构IPC数值越高CPU实际性能就越强吗消费者对性能的需求是无止境的，因此无论X86阵营的英特尔和AMD,还是ARM领域的高通、三星、联发科、海思,都在想尽办法提升旗下处理器的性能。业内用于计算处理器性能的公式是：CPU性能二时钟频率（MHZ或GHZ）IPC（CPu每一时钟周期内所执行的指令多少），相同核心数量和主频的处理器之间之所以会存在性能差异，就是IPC在背后“捣鬼”。1ogic/FoundryProcessRoadmaps(forVo1umeProduction)2015201620172018201920232023Inte1IOnm7nm14nmnumIOnm10nm

2、+tuv14m+10nm+*Samsung28nm101,Jn4nmIOnmBnmiv4nmT5nmTSMC16nm10nm7nm7nm5nm5nrn.他E10nm12nmEUV6nm5nmGIobaIFoundnes14nm22m12nm12nm12nm*FFDSO1ftFETFDSOIAnFETSMIC2Rm14nm12nmzmMFETtft1UMC14nm22nmHnFETPUWNote:Whatdenesaprocessgenerationandthestartofvo1umeproductionvariesfromcompanytocompany,andmaybeinf1uenced

3、bymarketingembe1ishments,sothesepointsoftransitionshou1don1ybeseenasverygenera1guide1ines.Sources:Companies,conferencereports,ICInsightsy主要晶圆代工厂的技术迭代时间表AGateFinFETP1anarFETGAAFETMBCFETth(Nanowire)(Nanosheet)*xw/jn1e3j心未来3nm工艺需要从FinFET（鳍式场效应晶性篁）升级到GAAFET（环绕式栅极技术），MBCFET（多桥通道FET）则是三星的专利，属于GAAFET的变体其中，

4、CPU能运行在多高的频率，主要取决于它的生产工艺，在相同功耗和发热的前提下，用5nm制造的皿肯定比7nm能稳定运行在更高主频上。如果你对制程工艺感兴趣，可以参考以下两篇文章：“芯”希望来自新工艺！EUV和GAAFET技术是个什么鬼？制程工艺哪家强？英特尔：额你猜猜？既然始终频率取决于工艺，那IPC又是受谁影响呢？没错，决定IPC的就是“微架构”，也就是CPU的内核，手机SoC的IPC性能提升全靠ARMCorteX-A微架构的迭代（详见Corte-A78XI、Ma1i-G78发布！ARM三剑客全解析），而X86CPU就要靠英特尔和AMD自身的努力了。在这里还要夸一下AMD,在过去的很长一段时间，

5、AMD旗下移动处理器的表现非常差，很多高端型号的性能也就是同期英特尔酷睿i3的水平。AMDAPU家族发展路线图2017年底问世的Ryzen锐龙之所以备受关注，就是因为它采用了最断的ZenCPU微架构，实现了震惊世界的52%的IPC性能提升，直接获得了与英特尔最新第八代酷睿处理器竞争的本钱。第二代锐龙采用了升级版的Zen+微架构，虽然其IPe性能只提升了3%,但AMD依旧通过改用12nm工艺和提升主频的方式，换来了大约10%的实测性能提升和更低的功耗表现。AMDRyzen4000Series14RenoirwMobi1eCPUsVideoCCores/ThreadsBaseC1ockMaxBoo

6、stC1ockGPUCoresTDPAMDRyzen4000H-Series(TDP:45W,CTDP35-54W)AMDRyzen94900H8C16T3.0GHz(TBC)4.2GHZ(TBC)8(TBC)45WAMDRyzen74800HSC16T2.9GHz4.2GHZ745WAMDRyzen54600H6C12T10GHz4.0GHz65WAMDRyzen4000HS-Series(TDP:35W)AMDRyzen94900HS8C16T3.0GHz(TBC)4.4GHz(TBC)8(TBC)35VAMDRyzen74800HS8C16T2.9GHZ4.2GHz35VAMDRyzen

7、54600HS6C12T3.0GHz406HZ63SWAMDRyzen4000U-Series(TDP:15W,cTDP:1025W)AMDRyzen74800U8C16T18GHz4.2GHz82515WAMDRyzen747008C8T2.0GHz4.1GHZ25-15WAMDRyzen54600U6C12T2.1GHZ4.0GHz62S-1SWAMDRyzen54500U6C6Y2.3GHz4.0GHZ625-15WAMDRyzen34300式阿12.7G眄3.7GHZ532S-15W5年1SWcTDP-Configuragbtetherma1designpower,TBC-tobeco

8、nfirmedAMD移动锐龙4000系列成员最新上市的第三代锐龙采用了最新的Zen2微架构，IPC性能较Zen+再度提升了15%,并凭借7nm工艺在保持功耗不变的基础上增加了额外的核心数量且提升了主频，最终帮助AMD摘得当前笔记本领域的性能桂冠（多核性能）。近期常见陆记本处理器平台汇总表厂商平台名称平台代号微架构TDP代表型号发布时间14m工艺AMD笫一代移动锐龙RavenR1dgeAPU-U系列Zen15W锐龙5250OU2017-10RavenRdgeAPU-H系列Zen35W说龙52600H2018-09英特尔第八代梏睿Amber1ake-Y系列Sky1ake5W6-8200Y2018-

9、08Kaby1akeRefresh-U系列Sky1ake15W6-825OU2017-08Whskey1ake-U系列Sky1ake15W6-8265U2018-08Coffee1ake-H系列Sky1ake45W5-83OOH2018-04Kaby1ake-G系列Sky1ake65W/95W7-87O9G2018-04第九代防害Coffee1akeRefresh-H系列Sky1ake45W5-93OOH2019-04第十代酷吉Comet1ake-Y系列Sky1ake45W9W5-1O21OY2019-08Comet1ake-U系列Sky1ake15W5-1O21O2019-08Comet1a

10、ke-H系列Skyiake45W5-1O3OOH2023-0412m工艺AMD第二代移动说龙PicassoAPU-U系列Zen+15W说龙5350OU2019-01PicassoAPU-H系列Zen*35W说龙5355OH2019-01IOnm工艺英特尔笫十代修看Ice1ake-Y系到SunnyCove9W5-1O3OG72019-08Ice1ake-U系列SunnyCove15W5-1O35G72019-08不明1akefie1dSoCSunnyCove+Tremont7W5-116G73-113G42019-01第十一代葩客Tiger1ake-Y系列Wi11owCove9W还未上市2023

11、-08Tiger1ake-U系列Wi11owCove15W还未上市2023-087nm工艺AMD第三代珍动锐龙RenorAPU-U系列Zen215W锐龙5460OU2023-01RenoirAPU-H系歹UZen245W锐龙54600H2023-01发布时间早不代表上市时间早,比如英特尔1akMe1dSoC在2019年1月谡光.但至今依旧没有贵rK7，“上”，相对于AMD,英特尔近几年在CPU微架构层面总在“原地踏步”。从第六代酷睿开始，第七、第八、第九和第十代酷睿(14nmComet1ake平台)使用的微架构都是基于“Sky1ake”的缝缝补补(主要是功能层面增强，比如支持1PD蛆4X和更高

12、频率的内存，引入英特尔旭aptix动态调优等技术)，每次迭代时IPC几乎都没有提升。还好，英特尔对Mnm工艺的优化也变得愈加炉火纯青，每一代酷睿处理器平台的主频都有着显著的提升，核心数量也得以缓步增加。比如，第六代酷睿i7-6700HQ还是4核8线程(2.6GHz3.5GHz),第九代酷睿i7-9750H则进化到了6核12线程(2.6GHz4.5GHz),第十代酷睿i7-10875H更是升级到了8核16线程，最高主频也突破了5GHz大关。ICE1AKECOREPERFORMANrr15WSing1eThreadPerformance-.，一-=.6thGenCore7thGenCore8thG

13、enCore8thGenCoreIOthGXCoreSky1akeKaby1akeKaby1akeRWhiskey1akeWWMXxx.43 2111.Ox得益于更多核心和更高主频，英特尔从第六代酷睿开始，U系列每一代都有着大约10%的性能提升增加的核心数量和更高的睿频加速频率，足以弥补IPC提升乏力的缺陷。英特尔从第十代酷睿（IOnn1Ice1ake平台）才开始引入全新的SUnnyCoVe微架构，IPC性能最高可提升18%（相较SkyIake微架构）。将在2023年秋季发布的第H一代酷睿Iiger1ake会升级到更新的WiI1OWCoVe微架构，据说其IPC性能较上代SunnyCove微架构还会再提升18%,从而有望阻止AMD第三代锐龙的攻势，并帮助英特尔重新夺回轻薄本领域的优势地位。英特尔未来移动平台CPU微架构发展计划那么，IPC数值越高，CPU的实际性能就一定越强吗？答案自然没那么简单，更先进的工艺和更优秀的微架构只能影响CPU的底蕴，它的实际性能还会受到物理核心数量、是否支持超线程、TDP功耗、缓存、指令集等其他因素的制约。