Intel Skylake Z170硬派实测, 传输全方位

发布时间:2020-05-21发布者: 浏览数:453
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  • Intel Skylake Z170硬派实测, 传输全方位 内显进化论

    Intel Skylake Z170硬派实测, 传输全方位
    今年夏天,先是有Window发布新一代视窗作业系统,紧接着千呼万唤始出来的Skylake / Z170平台也随之横空出世,对于想要换电脑的朋友来说,软体与硬体都可以一次到位。以现行消费端需求来看,处理器的浮点运算效能已经达到一个相当不错的水準,在文书用途下,不需要Core i7 / i5出马,请出Core i3甚至Pentium家族就能满足日常需求。

    反倒是在显示效能部份,随着游戏效能需求与4K解析度日益普及,DIY玩家大多会加装一张独立显示卡使得平台战力更加完整;此外,让人眼花撩乱的各式储存装置,也让传输瓶颈的问题浮上檯面,我们在这次Skylake / Z170平台测试上,不难发现Intel即针对了内显iGPU与PCIe Lans数量的提昇上,正面回应了使用者的心声。而Skylake / Z170有什幺新的亮点?就来看看胖达这期的测试报导吧!

    Intel Tick-Tock战略

    自从2006年Intel不再和A社比拼时脉,跳脱Netburst微架构包袱之后,Core微架构搭配「Tick-Tock」策略之后,I社称霸x86处理器迄今,甚至在移动运算市场也有所斩获;同时,处理器的进步週期亦有了脉络可循。所谓的Tick-Tock,则是英特尔研发处理器时,所发展出的一种战略模式。简单来说,每一次处理器微架构的更新,以及每一次晶片製程的改进,两者之间的时间点应予以独立、错开,如此一来,则会有更加良性地发展。

    顾名思义,就像钟摆里的「Tick」与「Tock」,每一次Tick,代表着新一代的製程更新,意即处理器在效能相距不远的情形下,缩小晶片面积,便能降低功耗与温度;而每一次Tock,则意谓着在上一次Tick製程基础上,将处理器架构予以更新,实现效能方面的提升。按照英特尔Tick-Tock策略,本次Skylake架构係属于Tock阶段,研发主要由隶属于英特尔的以色列海法团队负责;主要用以取代Haswell与Broadwell微架构。
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    ↑ 近10年来,英特尔由90奈米到今天Skylake的14奈米,效能成长显着。一路走来,Tick-Tock战略功不可没。

    六代目Core微架构

    本次发布的Skylake是第六代Core i处理器,我们也顺便为读者们複习一下Core架构处理器的特性。相较于A社处理器与自家先代Prescott核心,Core架构管线深被大幅缩减,相较之下,管线越深,越容易将时脉拉高,但若分支预测失败或是快取不中时,其所衍生的延迟时间就越长,以Prescott来看,共有31级管线,一旦预测失败或快取不中,就会招致31个週期的延迟,此时只有14级管线深的Core核心的优势就相对显而易见。

    除此之外,Core微架构在分支预测单元也有所进化,除了延用分支目标缓冲(Branch Target Buffer, BTB)、分支地址运算(Branch Address Calculator, BAC)以及堆叠返回(Return Address Stack,RAS)之外,Core微架构还导入了迴圈侦测器(Loop Detector, LD)及间接分支预测单元(Indirect Branch Predictor,IBP)这两种崭新的预测单元。前者可以高效率预测迴圈的结束,而后者则可以透过全局资料进行更加精準的预测。透过这样的设计,预测更加精準,避免落于预测失败或快取不中的低效率延迟。

    除此之外,先前的微架构设计在分支转移时,必然会浪费一个管线週期的延迟,而Core微架构则在分支预测单元与快取单元中增加一个阵列,大幅降低这个週期被浪费的必然性。

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    ↑ Core微架构在分支预测单元也有所进化,除了延用BTB、BAC以及RAS之外,Core微架构还导入了迴圈侦测器及间接分支预测单元,使得运算效率得到大幅提昇。

    效率更好、功耗更低

    Core微架构另一个进化点,在于採用了四组指令编译器,主要由三组简单解码单元及一组複杂解码单元所组成。同时,Core微架构使用了微指融合技术,在微指令减少的情况下,相同的单位时间内处理更多指令,反应在实际面上,就是运算效能的直接提昇。而且别忘了,微指令减少的另一个好处,就是处理器功耗的下降。

    而大容量快享式L2快取,同时降低了存取延迟之外,也拉高了快取利用率,甚至某些状况下,单个核心也可以完全使用4MB快取,而L1 / L2快取的汇流宽都是256-bit,使得I/O能力得到了飞跃式的提昇。

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    ↑ Core微架构发展至Nehalem核心之后,在SSE 4.1 指令集基础上,新增了 7 组 SSE 4.2 指令。除了巩固原有多媒体图形处理 / 显示与编码之外,也将字串与文本处理指令相关应用,一併强化后整合于处理器之中。例如 ︰XML 应用进行高速查找及对比,对伺服器领域来说相当实用。

    不硬拼时脉 切A社中路

    预先加载机制,也是Core微架构的一大特色,透过历史资料依存性预测功能,得处理器将资料回存到储存单元的同时,一同进行资料预先抓取动作,让某些需要的资料,先放在记忆体中,让快取存取次数得以降低,那幺大容量记忆体的利用率可以发挥得更加充份,而珍贵的快取因为存取次数降低,因此延迟得以大幅下降。

    最后,Core微架构搭载智慧电力管理功能(Intelligent Power Capability),简单来说,该功能使得处理器内各功能单元不再保持随时启用状态,而是透过预测机制,启动会用到的单元。透过崭新的分离式汇流槽设计(Split Buses)、数位化热感应侦测器(Digital Thermal Sensor)及环境平台控制介面(Platform Environment Control Interface)等技术,使得功耗得到大幅度的下降。也因此,反映在第六代Skylake处理器上,依然保持着低功耗、高效率而不一昧追求高时脉的特性。

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    ↑ Core微架构Nehalem核心针对虚拟化(Virtualization)也作出了相当大的改善,像是减少虚拟主机的进出次数,降低转换延迟及加入扩展页表( EPT ),能够最佳化记忆体在虚拟化系统的表现,将多核心的优势完全予以发挥。

    晶片组 全都露

    综观上述所叙,自英特尔第一代酷睿处理器发布以来,与美商超微(AMD)之间的效能竞赛,已逐渐拉开了差距。到了Ivy Bridge及Haswell处理器,在製作工艺上,同以22奈米製程,搭配三栅极电晶体(Tri-Gate)技术而成。

    新一代Skylake採用1151脚位,与前代Haswell所使用的1150脚位有所不同,因此主机板自然无法延用。按照惯例,本次英特尔与多家主机板厂,首波推出了Z170晶片组产品,用以取代前代Z97效能级(Performance)定位;紧接而来,则是以H170取代Z97主流级(Mainstream)定位,最终才会发布H110,取代H81入门款(Basic)定位。

    按照Intel的兼容政策,理论上LGA 1151插槽,将沿用至更下一代的Cannonlake处理器上,如同Z87/Z97相容Haswell / Broadwell处理器一样。

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    ↑ 在 100 系列晶片组产品线中,将会提供 6 款产品,其中家用端 H110、H170、Z170,也是DIY领域的主力产品。

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    ↑ Q170、Q150、B150定位为商用端所用,在一些套装电脑上很容易便能发现。

    SATA 6Gbps / USB 3.0 全线搭载

    基本上,Z170晶片组作为效能级定位,相对H170、H110而言,除了支援2×8或1×8+2×4多路显卡SLI/CrossFire之外,全系列搭载SATA 6Gbps及USB 3.0高速I/O介面。此外,Z170相对H170、H110在SATA、USB传输埠的数量上较多;而H110相较H170则少了ISRT及RAID功能,同时H170也不会搭载SATA EXPRESS介面。

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    ↑ 在IDF 2013中,英特尔详细揭露了BCLK与其他模组元件的频率关係式。若想轻鬆玩超频的读者,不妨先弄清楚其间的映射关係。举例来看,图中f(GT)= [BCLK/2]*GT Ratio,这个函式直接告诉你︰内显频率,等于BCLK基频的一半。

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    ↑ Z170将在本月发布,接下来H170、B150及H110预计将于九月发布,由本表格可比较出三者的功能差异。

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    ↑ B150晶片组虽然预计于九月发布,但Q170、Q150晶片组预计将到第三季才发布,由本表格可比较出三者的功能差异。。

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    ↑ 新一代Z170主机板,搭载LGA 1151脚位插槽,仍可沿用到更下一代Cannonlake处理器之上。

    混合硬碟 动态加速

    许多朋友分不清楚I.R.S.T.(Intel Rapid Storage Technology)与I.S.R.T.(Intel Smart Response Technology)的区别,在100系列晶片组产品中依然搭载,胖达趁这次机会顺便予以解释。前者是INTEL的AHCI/RAID驱动程式,而后者则是建构在前者下的功能之一。换言之,只要在AHCI或RAID环境下,都可以安装I.R.S.T.,而又因为XP并无内建AHCI驱动程式,因此在XP环境下建议安装I.R.S.T.;当然,到了Windows 7以后就没有这个问题了。此外,建议大家可以把UEFI BIOS里面PCH原生SATA埠的热插拔功能予以启用,如此一来,某些装置在LPM(Link Power Management)模式才能沟通,不会发生意料之外的状况。

    另一方面,I.S.R.T.是所谓的智慧反应技术「智慧反应技术」(Intel Smart Response Technology,ISRT),在Z87晶片组之后该功能再改版成「动态硬碟加速技术」(Dynamic Storage Accelerator)。透过该技术,玩家可以将SSD拿来当作机械式硬碟的快取。当用户面临预算有限,却又捨不得SSD的极緻效能时,便可以透过价格低廉的小容量SSD,製造出一颗虚拟式混合式硬碟,安装之后随插即用,无痛享受SSD所带来的效能快感。相较前一代I.S.R.T.,新一代技术依照硬碟读写负载及供电策略加以动态调节,极大化混合后的I/O效能。

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    ↑ 首先,在UEFI BIOS中,设定为RAID模式后。进入作业系统,点击「管理」分页选单,先确定系统装设在机械式硬碟上;而SSD则为混合加速之用。

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    ↑ 接下来,只要选择「效能」分页选单,接着点击「动态硬碟加速技术」分页,便可自动或手动建构混合式硬碟组态。

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    ↑ 有「增强模式」及「最大化模式」可选,如果你已经习惯SSD的威力,建议你还是选择「最大化模式」来享受吧!

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    ↑ 按下去后没几秒就完成,胖达的160GB蓝标硬碟,也能享受接近SSD的极速快感!其实在7系列也有几乎一样的功能,只是设定较为複杂,令许多初学者望之却步。

    DMI 3.0 传输再进化

    100系列晶片组将DMI通道频宽予以强化,这对于储存装置来说可谓一大利多,但对于主机板的设计来看,如何分配PCIe Lans就成为了一项重大课题。我们以性能最强的Z170为例,扮演处理器与晶片组之间的沟通桥樑 DMI 3.0通道,其架构一举由PCIe 2.0 x4 进化到 PCIe 3.0 x4,是以频宽由双向 4GB/s 跃昇为双向 8GB/s。同时,原生PCIe Lans 3.0也一口气来到了20条之多,相较于Z97仅原生8条可用,确实提供了更大的弹性。

    我们在部份Z97主机板可看到不少较新的I/O介面,像是M.2、第三方SATA EXPRESS,由于通道数量的不足,因此许多I/O装置的频宽都是共用、介面都是共享,到了Skylake时代这样的问题终于可以较为缓解。

    在全新 Flexible I/O 架构下,100 系列晶片组Z170 与 Q170之 PCIe 通道最大数量为 20 条,其次H170共16条。而Q150 共 10 条、B150 仅 8 条、H110 只得最少的 6 条,基本上比起上一代9系列晶片组来得更多。同时,除了最低阶的H110晶片组,其他100系列晶片组的PCIe介面都是3.0规格。

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    ↑  将主机板上的散热片卸开之后,Z170晶片组真身嵌设其上。这次除了最低阶的H110晶片组,其他100系列晶片组的PCIe介面都是3.0规格。

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    ↑ 100系列晶片组概观一览,支援DMI 3.0 & PCIe 3.0 Lans,同时相容DDR4 / DDR3L,支援DX12、OpenGL 4.3/4.4及OpenCL 2.0绘图技术,整体来还算颇具诚意。

    Flexible I/O 变化更多 弹性更高

    其实,Z170、H170、H110等晶片组的埠位,都是按照其定位,将晶片组原有的功能予以屏蔽及限制,如此一来,Flexible I/O在100系列晶片组由于数量更多,在架构上也就更为複杂。

    从已经被公开的26埠(6埠USB通道、20埠PCIe通道)定义来看,第0埠~第10埠主要被作为USB 3.0通道使用,不过从图来看,其中第7埠~第10埠,也可以拿来作为PCIe通道使用,甚至第10埠与第11埠还搭载了Port Physical Layer设计(PHY),能够搭配GbE级网路晶片作为高速传输之用。

    从架构图来看,第10埠~第14埠主要作为PCIe通道使用,除了刚刚所说的第11埠搭载GbE级网路PHY设计之外,其他都是所谓的原生PCIe通道,无法挪作其他功能用途。

    此外,值得一提的是作为USB 3.0通道的第1埠,尚支援OTG模式,因此标示为Dual-Mode;而第2埠~第3埠,还可作为SSIC(SuperSpeed USB Inter-Chip)之用,主要拿来作为晶片之间的运用,由于整合了USB协议层及M-PHY 实体层,因此具有功耗更低、传输效能不俗的特性。

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    ↑ 100系列晶片组,第1~14传输通道埠之架构定义。(图片来源:VR-Zone)

    左右相邻 频宽合併

    接下来,第15埠~第26埠就显得相对複杂许多,当中涵括了SATA、PHY、PCIe及IRST功能支援。由图来看,第15、16埠及第19、20埠可透过PCIe Lans以Flexible I/O的方式作为SATA或是GbE PHY;而且,依照合併方式的不同,速度x2、x4都是可能出现的结果。

    相较于前一段,我们讨论的第7埠~第14埠并不支援IRST,而第15埠~第26埠则全部支援,换句话说,主机板厂若将第7埠~第14埠作为储存装置之用,像是定义为PCIe介面SSD之用得话,那幺在IRST介面中是无法看到这项装置。

    换句话说,非Flexible I/O的纯粹PCIe通道,其实只有6+2条,由于想将PCIe Lans合併以拉高频宽,需要两两相邻方能实现,并不是任意抽两个通讯埠就可以随意合併。

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    ↑ 100系列晶片组,第15~26传输通道埠之架构定义。(图片来源:VR-Zone)

    弹性共用 取捨先决

    从这26埠定义来看,帐面上虽然拥有高达20条PCIe 3.0 Lans、10个USB 3.0、6个SATA 6Gbps、3个SATA EXPRESS及3个M.2介面,但这些都是弹性共用的。实际上绝对独立而无法被挪作他用的PCIe Lans只得8条、USB 3.0只有4个,而且没有绝对独立的SATA 6Gbps。这样看来,如果主机板想要提供6个SATA介面而不透过第三方晶片,那幺顶多就只能有1个M.2,网路功能跟USB 3.0连接埠的数量也呈此消彼长的关係。如此一来,最佳化I/O就成为了主机板厂很重要的课题,以线性规划的角度来看,网路晶片可以放在第10埠通道,而第7、8埠可透过PCIe方式导入USB 3.1晶片甚至Thunderbolt介面。第19~22埠则作为SATA 6Gbps及SATA Express双工模式使用,第23~26则可合併成一个PCIe x4,那幺就有了一个超快的M.2 x4可用。此外,第15~18则可併为一个PCIe x4,其他像是第9埠及第11~14埠最简单的作法就是直接当成PCIe x1介面种在主机板上,如果只需要一个PCIe x1,那幺第11~14埠就可发挥创意,透过第三方晶片实现该产品特色功能,像是若想实现传输速度高达40Gbps的Thunderbolt 3 (Alpine Ridge),那幺要合併的Lans就会需要更多。

    所以我们算一算,以上述作法,Z170晶片组可轻鬆提供6个USB 3.0、2个USB 3.1、PCIe x1/x4插槽、SATA Express及M.2 x4介面。因为Z170原生就26埠通道可玩,所以像Z97主机板上常见的一转多晶片在Z170上将不再会是常客。

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    ↑ 100系列晶片组的PCIe 3.0 Lans够多,因此技嘉这次就抓紧机会,导入最新一代Thunderbolt 3 (Alpine Ridge)介面,传输极速高达40Gbps,混合最新USB3.1,能够令单一缆线输出两组4K影像能力,将100系列平台效能完全释放。

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    ↑ 今年八月至九月间英代尔将发表第六代Core i5/i7 K型号处理器 (i7-6700k, i5-6600k),而Core i3、PENTIUM、CELERON 将于2015第四季至2016第二季陆续发布。

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    ↑ Skylake低电压版本Core i5/i7 型号处理器i7-6700, i5-6600, i5-6500, i5-6400, i7-6700T, i5-6600T, i5-6400T,将于今年第三季后陆续发布,时程如图所叙。

    DDR 4 / DDR3L 老少通吃

    在记忆体部份,Skylake在内建的记忆体控制器规格亦有改动,原生支援DDR4-2133,同时也向下相容DDR3L-1600。大家要看仔细了,向下相容DDR3L并不完全等于完全相容DDR3,前者工作电压仅1.35V,而标準DDR 3模组工作电压则为1.5V。从规格面来看,似乎无法直接与100系列晶片组主机板搭配使用,但其实在Haswell平台时,跟低电压版DDR 3模组也不见有相容性上的问题,套在更早的IVB平台亦是如此。因此笔者猜测,主机板厂应该可以推出部份产品,直接相容标準DDR 3模组,让某些旧平台用户在昇级新一代100系列平台时,加减省下一些费用。

    而目前DDR3L产品比较常在笔电上看到,加上目前DDR4价格相较去年已有不小降幅,若在DDR3L与DDR4之间作选择得话,或许直上DDR4才是一个相对兼顾性能与价格的首选方案。

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    ↑ DDR3L较常见于笔记型电脑中,无论是电压或尺寸,都比标準DDR3模组小上一号。

    DDR4记忆体  X99初登场

    DDR4记忆体对于大多数的使用者或许还相当陌生,推出即将满週年的X99晶片组则是首次导入DDR4的平台。相较于DDR3记忆体,DDR4无论在外在或是内在上,都有了更大幅度的演进。首先,DDR3以前的记忆体,金手指都是以平直态在使用者面前呈现,而DDR4在金手指设计上,则略显弯曲状。

    在防呆缺口上,DDR4比DDR3更加接近中间位置,而在金手指接点数量上,DDR4计有284个,比DDR3的240个多出了44个。而也因此,DDR4每一个接点之间的间距,从1mm缩短至0.85mm。

    或许是mini-ITX与大型散热器的流行,DDR3记忆体金手指是整片平直地埋在DIMM槽内,其接触面积相较DDR4更大,摩擦力相对DDR3也来得更大。这对于空间有限的mini-ITX机壳或是大型散热器卡高度的情况下,DDR3记忆体有时在安装或是拔除上,必需得先将散热器卸除才能顺利进行。

    仔细观察DDR4金手指,可以发现中间部位稍显突出,边缘则渐为收矮,在中央的最高点与两端的最低点之间,则带以微弯曲线渡过。如此一来,DDR4金手指既能够与DIMM插槽保有充足的讯号接触面,在拔除记忆体时,也比DDR3来得更加轻鬆许多。

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    ↑ 上方为DDR4记忆体,下方则为DDR3记忆体,仔细观察,你会发现DDR4记忆体的金手指并非平直到底,而是中间略凸,两边微有弯曲。

    Bank Group 分组架构

    相信大家对于DDR4最感兴趣的,莫过于速度与容量上的提昇。从技术白皮书来看,DDR4每针脚位都可提供每秒256MB/s(2Gbps)传输速度,作个简单换算,DDR4-3200的频宽高达51.2GB/s,相较于DDR3-1866高出71.5%,更不用说白皮书中表明DDR4频率可达4266MHz。

    我们知道,DDR记忆体在历代演化的过程中,都採用了所谓的资料预取机制(Prefetch),理所当然DDR4也採用了这项机制。不过,到了DDR4世代,在资料预取上仍沿用DDR3的8n资料预取架构而未有提昇,因此最终DDR4导入了Bank Group分组架构,作为提昇效能的手段之一。

    简单来说,在DDR4的每个Bank Group中,都可以独立读写资料,而Bnak Group可以选择2个或4个独立分组,而DDR4模组内的每单位Bnak Group都可独立进行读取、写入、唤醒及更新等动作。从数量来看,如果记忆体内部设计了2个独立的Bnak Group,那幺资料预取则来到16n;如果使用了4独立的Bank Group,那幺资料预取则一口气提高到32n。

    换言之,如此一来,资料吞吐量得到了直接有效的提昇,其等效频率也当然随之受益匪浅;一言以蔽之,Bnak Group是DDR4提昇频宽的关键技术之一。

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    ↑ 前后两代DDR记忆体比一比,其实两者在高度上就略有差异。此外,PIN脚数量、间距也有所不同,虽然历代DDR都採用了资料预取机制(Prefetch),但最终DDR4导入了Bank Group分组架构,作为提昇效能的手段之一。

    DDR3 多点分支单流架构

    我们知道,DDR3採用多点分支单流架构,在同一条通道下,可以挂上许多同样规格的记忆体晶片。这样的设计有一个明显的缺点,那就是一旦当资料传输量超过通道最大承载量时,就算记忆体容量提高再多,效能的提昇也是微乎其微。

    简单打个比喻,记忆体容量就好像注水量,只要注水量不超过水管通道传输量,那幺只要专注提昇注水量,那幺最后累积的总水量就会得到显着的提昇;反之,一旦注水量已大于水管传输量时,此时再去增加注水量,对于单位时间内的总水量成长帮助不大。

    换言之,将记忆体从2GB昇级到4GB,你可以感受到速度变快、效能提昇,那是因为传输通道还没被吃满,但只要容量往上递增,在效能增长上的边际效益将会在达到临界点时失去动力。总评而论,DDR3的多点分支单流架构,在记忆体容量上的增加很简单,但很容易受到单条宝贵的传输频宽之限制。

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    ↑ 简单来说,DDR3採用了大水库理论,所有资料集中到一根大水管后送出。而DDR4则採用点对点分流架构,当每一条水管流量都很大时,累加起来的流量则会超过单一条大水管,而且还能避免瓶颈效应拖慢整体效能。(图片来源︰PC Watch)

    DDR4 点对点传输架构

    在新一代DDR4的架构中,传输部份採用了点对点设计,也就是每一个晶片控制器对应专属唯一的通道,也就是说一口出水井只对应一条输水管,如此一来就不易受到瓶颈效应所带来的限制,模组设计更加简化、频率提昇也更加容易。

    但点对点传输架构的缺点也相当明显,因为点对点的每条通道只能对应一根记忆体,如果单条记忆体容量太小,就像单口井的出水量太少,那幺总传输量也就是总出水量,甚至有可能比DDR3的多点分支单流架构还要来得少。

    解决这个问题的方法既直接又简单,那就是只要把单条记忆体的容量拉大就好啦!老实说,键盘上打字增加容量很简单,实务上可没那幺容易,不然现在记忆体早就一条16GB满街跑了。

    行文至此,我们得把因果关係倒过来看,事实上,是晶圆厂的轮班星人们先发展出所谓的3DS(3-Dimensional Stack,3维堆叠)製程,使得单颗晶片的容量增加,最终才能使得整条记忆体模组的容量一举扩大。也因为有3DS製程,DDR4导入了点对点传输架构,在效能提昇上才有了实质意义。

    Intel Skylake Z170硬派实测, 传输全方位

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    ↑ 因为有了3DS堆叠封装製程,得以让单条DDR4记忆体容量得以更大,才使得DDR4的点对点传输架构变得有意义。

    TSV硅穿孔 3DS堆叠封装

    3DS製程最早由美光(Micron Technology)所提出,这是一种堆叠封装技术,而实作手法又有两种,一种是单颗晶片在封装完成后,在PCB上堆叠;另一种则是在晶片封装之前,在晶片内部进行堆叠。在绝大多数的情况下,只要能够解决散热问题,内部堆叠封装可以一举大幅降低晶片面积,最大的好处就是对于製成品的小型化有相当大的帮助。

    在DDR4中,实现3DS堆叠製程的关键推手,则是硅穿孔技术(TSV,Through Silicon Via)。TSV以雷射或蚀刻为手段,在硅晶圆打出一个小洞,然后以导电材质穿过这个小洞后将多个硅晶圆串接起来,此后不同硅晶圆之间的讯号便得以传输。

    也就是说,透过3DS製程的堆叠封装,使得单一晶片的发热量更小、容量更大,因此在DDR4记忆体模组成品上,就可以塞下更多的晶片,单条记忆体容量也随之更大。

    Intel Skylake Z170硬派实测, 传输全方位
    ↑ 透过TSV硅穿孔技术,得以将多个硅晶圆串接起来,最终在3DS堆叠封装製程下,晶片的发热量更小、容量更大。

    低电压 低功耗

    DDR4的另一个亮点,则是能够以相对DDR3更低的电压运行系统。事实上,DDR4相较于DDR3,由于时代的进步,製程工艺本来就较为先进,以本次搭配测试的Kingstone DDR4记忆体为例,颗粒採用20nm製程,因此能以1.2V电压稳定运行系统,相较于DDR3标準工作电压1.5V,理论上拥有两成以上的节能效率。

    除此之外,DDR4搭载了温度自更新回馈机制(TCSE,Temperature Compensated Self-Refresh),能够降低晶片在自动更新时所需耗费的电力,同时,还导入了资料汇流反转机制(DBI,Data Bus Inversion),使得VDDQ电流量得到有效控制。平心而论,DDR4在功耗上的下降,还是称得上与时俱进。

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    ↑ 从图表中,我们可以看到初代DDR一路演进到DDR4,对于功耗上的表现都有着亮眼的进步。

    1151 / 1150 / 1155脚位 老中青比一比

    接下来,胖达选用了Core i7-6700K搭配Z170平台,与前一代Z97+Core i7-4770K及更前一代的Z77+Core i7-3770K进行比较测试;最终用以对照1151脚位、1150脚位及1155脚位平台之间的效能演进。

    我们就处理器规格进行比较。1150脚位、Haswell代表Core i7-4770K与1155脚位、Ivy Bridge代表Core i7-3770K几乎如出一辙,包括︰同为22奈米製程、四核八绪、预设时脉为3.5GHz,睿频最高可至3.9GHz,以及同样拥有8MB L3 Cache。Core i7-4770K与Core i7-3770K最大的不同之处,则在于前者加入了AVX2及FMA3指令集,对于整数、浮点运算的效能表现上,会有所提升。相较之下,最新一代1151脚位、Skylake代表Core i7-6700K採用14奈米製程,四核八绪、预设时脉为4.0GHz,睿频最高可至4.2GHz、L3 Cache则为8MB,频率得到了直接的拉昇,对于Core微架构而言,4GHz时脉算是一个不低的频率。

    Intel Skylake Z170硬派实测, 传输全方位
    ↑ 从CPU-Z中,最新一代1151脚位、Skylake代表Core i7-6700K採用14奈米製程,四核八绪、预设时脉为4.0GHz,睿频最高可至4.2GHz,TDP为65W。不过这颗是早期工程版,正式量产版规格可能会有所不同。

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    ↑ Core i7-6700K之L3 Cache则为8MB,这个部份从Core i7-3770K与Core i7-4770K以来一直没变。

    取消IVR电压输入融合

    在Haswell时期,英特尔将原本主机板上常见的供电稳压模组(Volatge Regulator Module,VRM),透过一枚独立供电晶片,予以整合至Haswell之中,称之为「电源调节模组」(IVR)。该晶片尺寸约为13×8.14(mm2),具有可程式化特性。内含20个供电单元(Power Cell),其中每个单元都可看成微稳压器,理论上最高可实现320相供电。

    IVR设计可使供电独立,并精準地控制每一个CPU核心与内嵌的GPU核心,涵括记忆体、PCI-E等;以达节能与效能之间的两全齐美,因此能够实现C6 / C7超低功耗待机状态。然而,此举使得多家主机板厂在硬体设计上,走向同质化的趋势;以往数位供电、32相、甚至40相供电都已不再是天大卖点。不过,在这次Skylake平台上,INTEL将FIVR调压模组从处理器拉回主机板端,供电或许又是板厂可以拿来行销说嘴的卖点,而正式板处理器是否会改回Ivy Bridge时代的焊锡散热,也将决定超频幅度高低。

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    ↑ Haswell将传统主机板上五组电压输入,全都整合其中,但这次Skylake又将这五组FIVR拉出来,重新放在主机板上另设模组加以作为供电之用。

    每瓦效能 更上一层

    经过反覆测试后,Skylake在浮点运算表现上小有进步,记忆体读写效能的提昇则是相当惊人,当然这主要也是受惠于DDR4的先天架构与製程更佳所致。

    而在于CineBench R11.5的OpenGL项目测试上,Core i7-6700K搭配Z170平台,相较Z77平台有了51.94%的领先、相较Z97平台则有112.48%的领先,对于某些游戏、软体及影音转档来说,确实算得上是一大福音。

    其次,在温度方面,胖达在室温摄氏26度下,以英特尔Ivy Bridge原厂空冷散热器,运行新版3D Mark。透过TES-1326S 红外线测温枪,量得Z170平台处理器为摄氏65.2度,Z97平台处理器为摄氏68.1度,Z77平台处理器为摄氏66.7度;透过松大变电家量测功耗,量得Z170平台功耗为121瓦,量得Z97平台功耗为141瓦,Z77平台功耗为129瓦。

    由于Skylake为14奈米製程,因此在功耗的降低是可想而知的结果,等到下一次Tick阶段的到来,相信在製程、功耗、温度上,将会有更上一层楼的表现。

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    ↑ 由左至右,分别是Core i7-6700、Core i7-6700K及AMD A10-6800K(哈哈哈~)。

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    ↑ Core i7-6700、Core i7-6700K及AMD A10-6800K背面接点特写,前两者为1151脚位,后者为FM2脚位。

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    ↑ Core i7-6700K在CPUMark 99的测试成绩为754分。

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    ↑ Core i7-6700在7-Zip效能测试下成绩一览,表现不错。

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    ↑ Core i7-6700K在AIDA64记忆体与快取测试成绩一览。

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    ↑ Core i7-6700K在AIDA 64 GPGPU测试,不难发现iGPU表现已非吴下阿蒙,即使在主流级游戏运行下,亦能取得不错效果。

    H.265硬解 内显新世代

    本次Skylake最大的亮点,应该是在内显效能的强化上。首先,Skylake的iGPU支援DirectX12、OpenGL 4.3/4.4及OpenCL 2.0。透过DXVAChecker不难发现,其内显支援 HEVC_VLD_Main 与 HEVC_VLD_Main10,意味能直接解 HEVC / H.265 及VP8 / VP9编码并进行8/10bit 影片解码加速。影片输出解析度最高为4096×2304;当然,3萤幕输出亦不成问题。

    此外,从3DMARK测试来看,分数有着爆炸性的成长,许多游戏实测后发现,即使在FULL HD解析度下,特效全开也几乎都能保持在40帧以上。以多款游戏测试来看,Core i7-6700K的内显效能已有接近NVIDIA GTX 650的水準,若单纯只是想打LOL,其实组一台ITX Skylake迷你机,将会是不错的选择。

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    ↑ 透过最新版GPU-Z 0.8.3,内显资讯其实还不太正确,截图仅供参考。

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    ↑ 由新版3D MARK之测试成绩,可发现SKYLAKE内显在效能上接近GTX 650,绘图效能相当惊人!

    Windows 10 × Skylake 寻道图强

    胖达玩了10几年的处理器,Intel有点像每次考试都拿99分、排名全校第一的模範生,日子久了,似乎大家觉得Intel不只要考第一名,更应该要拿100分;比较残念的是老搭档微软推出的Windows 8,在市场上口碑普遍不佳,Wintel生态系于是乎开始被使用者质疑,Intel可说遭受到池鱼之殃。否则MACBOOK也是Intel Inside,销售量及市场欢迎度一直居高不上、一直保持着高人气。相较之下,对于ARM在行动装置上的各种Bug及低落效能,众人就有比较多的包容。

    这次微软东山再起,推出Windows 10作业系统,单从让「开始键」起死回生就知道确实听到使用者的心声了!而且提供一年免费昇级计划,更是回应了MAC OS X Yosemite免费下载的重大决定。对于Intel来说,Windows 10原生支援DirectX 12是一个很好的表现机会,因此这次在iGPU内显上着力更深,效能有着飞跃性地表现,从本期专题实测结果不难发现,绘图效能接近NVIDIA GTX 650水準,而且Windows 10支援不同厂牌之间的显卡混合交火,当中包括处理器内显与独显之间的混合交火,针对一系列衍生的相关议题,我们已经测出很多有趣的成绩,在接下来几期杂誌内容中会陆续和读者朋友们一同分享。

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    ↑ Core i7-6700K在CINEBENCH R15测试下,OpenGL得分高达48.84分,CPU得分也有884的一流表现。

    IDF 2015 本月中旬开催

    由本次测试结果,我们可以得到一个结论︰单论处理器效能,由于架构、製程的进步,因此运算能力有水準以上的提昇、功耗表现也相当不错,而此中最大的特色,绝对是内显效能的大跃进,接近GTX 650的游戏帧数表现令人耳目一新,对于非重度玩家来说,可以将预算投入键鼠週边,或许可以得到更进一步的游戏体验。当然,如果是玩GTA V、巫师 3这类大作,还是建议加装显示卡为佳。

    最后,胖达本月中旬将远赴美国旧金山,参加今年IDF英特尔开发者论坛,藉时会在电脑DIY官网带回INTEL第一手消息,对强悍外星科技感到兴趣的朋友们千万别错过了!文末,胖达就为读者介绍本次送测的多张Z170主机板,让你在首波组建Z170平台时,也有一个挑选参考的依据喔!

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    ↑ 从目前台湾最热门的游戏英雄联盟实测来看,在1080p Full HD解析度下,Core i7-6700K内显几乎能稳定运作在60帧以上,只能说I社的外星科技真不是盖的!

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    ↑ 英特尔iGPU可调整0~255色阶範围,动态範围不再限制于16~235,可知内显的进步不只是在量的部份,质的方面亦有所兼顾。

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