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2021-09-11 00:15 出處:PConline原創 作者:Aimo 責任編輯:censi

  [PConline 雜談]蘋果M1處理器在去年驚艷亮相,在桌面環境下表現出了驚人的性能和效率,ARM陣營可謂是揚眉吐氣。而今年,似乎要輪到x86陣營反擊了。英特爾將會在今年推出全新架構設計的x86處理器Alder Lake,它的革命性之處,在于使用了ARM中實裝多年的大小核架構。

Alder Lake
Alder Lake使用了大小核混合架構,在不同平臺對應有不同規格

  高性能大核+高效率小核的組合,已經被證明的確可以帶來更好的體驗。然而這樣的設計,在x86陣營中鳳毛麟角,之前的評價體系對于Alder Lake來說,或許是不夠精確的。那么要如何才能客觀評價Alder Lake?待到Alder Lake正式發布、以第12代酷睿處理器的正式產品名登場時,要如何跑分才能更科學?今天就給大家分享幾個思路吧。

用適合的操作系統跑分

  如果你這幾年有關注AMD的銳龍處理器,那么應該知道操作系統的調度,對于CPU的性能影響是非常大的。無論是對于銳龍也好,Alder Lake也好,架構的改變,需要操作系統采用新的調度算法,才能發揮CPU應有的性能。

  以銳龍CPU為例。銳龍之所以可以輕易推高核心數量,和它獨特的拓撲架構密不可分。例如在Zen 2中,每4個核心封裝成為一個CCX,每兩個CCX封裝為一個CCD,這樣的好處是可以通過簡單增加CCX和CCD模塊,堆砌出更多核心。

Zen2的架構
AMD Zen2的架構,可以看到核心-CCX-CCD的拓撲

  但是,這樣的架構帶來了CPU調度的新問題,例如核心和核心直接的通訊,會出現跨CCX乃至跨CCD的情況,而跨CCX的核心之間通訊,會產生額外的延遲。例如一個程序用了CPU兩個核心,但這兩個核心有可能位于同一個CCX,也有可能分別位于不同的CCX中,后一種情況會帶來更高的通訊延遲,性能數據自然遜于前一種情況了。

  在Win10 1903中,系統對此進行了優化,Win10 1903系統會優先調度處于同一CCX內的核心,避免跨CCX造成的延遲,多核性能有所提升。

游戲多核優化
Windows 10 1903對Zen架構的優化:優先調用同一CCX內的核心、縮短頻率響應時間

Windows 10 1903
Windows 10 1903可以提升Zen的游戲性能和日常表現

  這次Alder Lake也會遇到和銳龍類似的問題。Alder Lake使用了大小核混合架構,操作系統必須足夠聰明,才能準確判斷什么時候使用小核心,什么時候調用大核心。很遺憾,由于桌面處理器現在才開始使用大小核設計,因此當前的Windows系統都沒有對其優化,想要發揮出Alder Lake這樣的大小核架構的威力,就需要升級到Windows 11了。

  在Alder Lake中,英特爾部署了Intel Thread Director的硬件調度技術,結合適合的操作系統,可以對線程智能分配到合適的核心當中。而Windows 11,就對這項技術提供了較好的支持。

Intel Thread Director

  實際上,已經有媒體測試對比過Win11和Win10在大小核混合架構CPU平臺下的性能差異。媒體使用了三星Galaxy Book S設備,它基于Lakefield Core i5-L16G7平臺,而Lakefield就是典型的大小核設計的CPU,可以將其看作是Alder Lake的前哨。下面是具體的測試結果。

  首先是GeekBench 5測試,Win11相比Win10 21H1,在多線程上有5.8%的優勢,在單線程上則有2%的優勢。Win11的性能對比Win10 21H2更好,但提升幅度并不算令人振奮,期待最終版能有更好的表現。

Win11性能 Windows 11性能

  接著是瀏覽器跑分Speedmeter 2,測試也顯示Win11的性能要更好。使用同樣的Chrome 91,Win11對比Win10 21H1有10%的性能優勢。

Win11性能 Windows 11性能

  再來看渲染成績。在Cinebench R23中,Win11在單線程測試中呈現出了約8.2%的優勢。這個測試結果是通過三種不同的測試得出的,而Core i5-L16G7這顆處理器的確在Win11中表現出了更強的性能。

Win11性能 Windows 11性能

  最后是3DMark測試,該測試中沒有呈現出顯著的性能差異,這也是可以理解的——3DMark對驅動依賴較大,而新系統和新硬件都尚未有完善的驅動匹配。

Win11性能 Windows 11性能

  可以看到,Win11在大小核CPU平臺上,發揮出了顯著優于Win10的性能,這會給游戲帶來更高的幀數、更低的延遲和更少的卡頓——對大小核架構優化不足,是有可能讓異架構核心切換延遲明顯增加的,而Win11顯然對大小核優化更好。

  總的來說,要發揮出新CPU的性能,就需要使用對架構有優化的操作系統。Alder Lake和Win11正式版都會在年底發布,如果大家打算用Alder Lake,可別忘了配備新系統了。

用適合的測試軟件跑分

  Alder Lake使用了大小核設計,而根據目前公布的信息,桌面平臺的會是8+8核心,筆記本移動平臺的也會擁有6+8以及2+8核心。和當前的英特爾CPU相比,Alder Lake無疑屬于核心數量爆炸,在某些性能測試軟件,成績會有極大程度的提高,但要如何理解這個測試成績呢?

  例如Cinebench,這是一個DIY玩家很常用的跑分軟件,它通過渲染測試來衡量CPU性能,對多核心優化較好,通常來說核心數量多的CPU在Cinebench中更容易取得好成績。Alder Lake的核心數量提升很大,可以預見的是在Cinebench中會跑出遠勝于前的成績,但這是否意味著Alder Lake對比前代提升就有那么大?

Alder Lake
Alder Lake一定會在Cinebench這樣的測試中有大幅提升,但這是否意味著日常使用也提升很大?

  Cinebench測試的是CPU多核在高負載下的峰值性能,但未必符合日常使用的場景。例如打開一個網頁,實際上更考驗的是CPU的瞬時響應速度,尤其是Alder Lake這種大小核架構的CPU,加上可變頻率設計,能否在第一時間響應任務、攀升到較理想的性能去完成用戶觸發的輕量任務,或許更加影響用戶日常體驗。

Alder Lake
Alder Lake使用高達1000GB/s的總線連接大小核,但沒有明說延遲如何,延遲會極大影響日常體驗

  因此,對于CPU,還是需要使用更多的跑分工具去測試,例如PCMark就可以測試CPU對輕量任務的響應速度。評價CPU性能,特別是Alder Lake這種架構大改的產品,不能迷信一兩款測試工具,而是需要針對CPU的特性,進行更多維度的測試,才能獲得更客觀的結論。

使用合適的編譯器跑分

  盡管x86 CPU的指令集是兼容的,但實現指令集的具體方法,卻有所區別。對此,一些針對處理器的代碼優化,可以更完美地發揮出CPU應有的性能。例如編譯器,同樣的測試程序,如果使用對CPU更友好的編譯器,結果可能大有不同。

Zen2的單核性能進步如此大,很大程度上是因為
Anandtech使用SPEC 2017等專業軟件來測試性能,但測試英特爾CPU沒有使用ICC編譯器

  很多專業的媒體例如Anandtech,會使用SPEC這樣的專業測試軟件來衡量CPU的性能。不過SPEC測試可以使用不同的編譯器,Anandtech所使用的CLANG編譯器,并不能完美發揮英特爾CPU的效用。如果改用英特爾自己的ICC編譯器,成績會明顯上浮。因此,大家觀看某些測試成績的時候,需要注意使用的是什么編譯器,不然很有可能得到不準確的結論。

總結

  CPU的性能測試是一個很復雜的問題,而面對新的架構設計,如何選擇合適的測試方法又顯得格外重要。Alder Lake很快就會到來,它帶來的架構革命會讓x86的體驗更上一層樓嗎?我們拭目以待吧。

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