只拼图形性能? 2012年CPU产品技术回顾

    2012年DIY进入整合2.0时代，Intel主打自家22纳米工艺制程全系处理器；AMD厂商厚道的多核APU处理器，让玩家也尽情体验到AMD处理器的高性价比。两大厂商在高端、主流、入门级产品分别推出整合CPU，整合CPU成为2012年DIY攒机趋势之一。两家在整合CPU的技术竞赛已全面开始，这些都给2013年埋下伏笔，接下来让我们一同回顾下2012年产品技术特点以此让我们更清晰的了解2012年处理器产品走势。

    2011年Intel与AMD的产品与技术对2012年造成一定影响，两家厂商都拿出了不同的市场策略去争夺2012年DIY处理器市场份额。无论是技术还是创新在两家厂商都将新品的发布固定在了自己的计划薄上，新品的陆续发布对2011年产品形成市场冲击。首先，我们来回顾一下两家厂商在2012年第一季度热销产品。

    AMD 速龙II X4-631处理器是AMD在2012年第一季度中热卖产品，该处理器采用32纳米工艺制程设计，由于其架构与APU相同处于市场定价考虑AMD将图形区域屏蔽，所以该四核处理器仍然需要用户搭配一款独立显卡提供图形处理。四核处理器价格不足800元，AMD年初给用户带来了实惠。

    Intel酷睿i3-2120处理器售价不到800元，作为接替酷睿i3-2100的影音娱乐级处理器，酷睿i3-2120凭借3.3GHz高的默认主频和HD Graphics 2000核芯显卡成功地超越了酷睿i3-2100的整体性能成为2012年年度销量热门产品。

 
AMD 速龙IIX4-631 和酷睿i3-2120两款主流处理器

    AMD四核处理器联手登台，让欠缺价格优势的Intel酷睿i3处理器以及Intel奔腾G840一时间光芒淡去，Intel和AMD在2012年第一季度双方都在与时间赛跑，距离两大厂商新产品的发布指日可待。

    前面文章提到2012年Q1没有发布新架构产品，用户对卖场主流处理器产生一定的审美疲劳。第一季度的价格战并没有让Intel占到便宜，反而是AMD以明确的产品定位以及强劲的独显核心Q1变成APU的独角戏。

◇ Intel发布22nm工艺

2012年度影响力：★★★★★

    时间飞快流逝，一转眼DIY行业进入2012年第二季度，Intel加快了脚步，自己的新品被有关媒体爆料3月底发布，但是到了4月初仍然杳无音讯，DIY卖场Z77主板已经少量到货。I粉和Intel经销商时刻关注Intel下一代产品IVB架构处理器的发布。时间回到2012年4月25日，地点：北京天文博物馆。

IVB芯片晶圆亮相

　　Intel发布22纳米工艺制程处理器，给DIY行业和整个PC行业带来很大震动。更低的功耗设计以及更强劲的性能表现都与新工艺制程有着紧密联系。2012年英特尔将CPU工艺制程升级为22纳米（新酷睿处理器、新至强级服务器、新奔腾/赛扬处理器）。

　　22纳米工艺制程对比32纳米工艺制程拥有更精密的制作程序（包括后面谈到的3D晶体管），IVB架构处理器采用22纳米工艺制程设计，相比SNB架构处理器从工艺上由32纳米升级为22纳米。更小的体积让晶体管的集成度得到显著改善，接下来让我们看一下两代工艺制程的对比图例。

大小面积不同 22纳米远小于32纳米

　　22纳米晶体管拥有更小的单位面积，这提升了单位面积下晶体管的数量。英特尔采用32纳米采用第二代高K栅极工艺设计的Sandy Bridge，相比第一代45纳米来说缩小近 25% 的空间。今天笔者通过计算可以看到22纳米相对32纳米工艺缩小 45% 的空间。

22纳米Intel芯片图

　　上图中我们可以直观地发现：在同样的芯片面积中22纳米工艺设计的电路会比32纳米更加复杂，而同样的，如果两者之间采用同样的电路设计，那么22纳米工艺无疑会比32纳米的体积更小，同时由于工艺的原因，22纳米带来的电能消耗也会更低——因为22纳米的漏电现象会比32纳米改良很多。

　　22纳米给我们带来的除了更细微的工艺制程以及更紧密的排布之外，其真正可以让IVB处理器拥有更高的效能（同样体积的芯片下）和更低的功耗（同样架构的芯片下），22纳米工艺制程让Intel在2012年发布的第三代酷睿处理器相比上代产品拥有更低的功耗和更强劲的性能。

◇ 3-D三栅极晶体

2012年度影响力：★★★★★

    第三代智能酷睿处理器的性能提升与创新的3-D晶体管密不可分。在IVB架构发布之前，电脑、服务器和其它设备所采用的都是二维平面晶体管。Intel为晶体管加入第三个维度，从而增加了晶体管密度。Intel第三代酷睿IVB处理器是唯一采用3-D晶体管的芯片产品。

三栅极晶体管发展

3-D晶体管结构图

    科学家经过无数次试验研发出来3-D结构，让摩尔定律可以继续延续。相对于2-D平面栅极结构晶体管来说，三栅极晶体管是根据栅极具有三面而命名的。平面栅极变成了立体栅极，其意义与CPU的单核心迈向双核心有过之而无不及。当然目前我们可以理解为3-D晶体管就是芯片通道的立交桥，其作用就是使得芯片进行数据（0/1）“传输”更加高效。

立体晶体管效果图

　　3-D晶体管代表着从2-D平面晶体管结构的根本性转变。实际上科学家们早就意识到3-D结构对延续摩尔定律的重要意义，因为面对非常小的设备尺寸，物理定律成为晶体管技术进步的障碍。3D的架构则意味着平面到空间的转换，以线动成面、面动成空间的基本常识来说，3-D晶体管可以看做是一种晶体管架构的大幅度进化

◇ 新核芯显卡支持DX11

2012年度影响力：★★★★

　　IVB处理器从新设计了第三代智能Intel酷睿CPU的核芯显卡架构与核芯显卡制程，从而实现整体视觉体验的显著提升。第三代智能Intel酷睿处理器配有Intel核芯显卡HD Graphics 2500/4000，相比上代酷睿处理器的HD Graphics 2000/3000性能有近两倍的提升。

新核芯显卡拥有更多的处理单元

　  英特尔也是很早之前就看到了体验在计算机消费时代的重要性，所以能够从其产品趋势中很明显地看到这方面的变化，实际上英特尔的Tick-Tock发展路线就已经暗合了消费者体验逐级进化的节奏。新IVB架构内置的核芯显卡支持DX11，HD2500和HD4000核芯显卡对DirectX接口支持方面的升级，之前的HD3000和HD2000系列核芯显卡只提供了DirectX 10.1接口的支持，而HD2500和HD4000核芯显卡则都提供了对DirectX 11接口的支持，这同样是一个非常不错的改进。

游戏测试对比

　　通过同平台条形图测试对比分数，我们发现这三款游戏的测试中HD4000的游戏帧数相比HD3000也至少提升了55%。如此大的差距，足矣让我们相信IVB核芯显卡其性能足矣等效于入门级独立显卡。我们可以清楚的看到Ivy Bridge的核芯显卡（相比前代核芯显卡来说）获得了前所未有的跳跃性改进。

◇ HD6000独显核心可超频

2012年度影响力：★★★★★

    进入2012年第二季度，AMD推出可以超频的两款APU——A6-3670K与A8-3870K。测试市场上可以超频的处理器AMD相比竞争对手Intel在数量和型号方面更多一些，AMD上半年推出黑盒APU让用户体验到平民级超频产品。A6-3670K与A8-3870K发布后直接影响到Intel酷睿i3双核处理器以及酷睿i5处理器，在架构设计方面没有丝毫改进的产品为什么会受到广大用户的欢迎呢？让我们从黑盒超频版APU的技术分析中寻求答案。

Llano APU架构示意图

　　半年的时间里AMD处理器将第一代APU产品线画上句号，APU从双核处理器到四核处理器，从非超频APU到准超频黑盒APU。一路走来AMD稳扎稳打，AMD完善产品线给下一代APU做好了产品定位。种种现象表明2012年上半年AMD在行业中“打太极拳”。

APU之中融入了异构计算的前瞻性技术理念

　　APU当然也是基于提升用户体验这一理念的产物，毕竟随着科技的发展，人们对PC形态和功能的需求早已经变得多样化了：我们确实需要性能无比强悍、秒杀一切游戏的高端PC机型，但很多人的平时工作也只是处理一些文档、刷新一下网页、玩一些不太高端的游戏，这样的需求确实不需要太过高端的机型，而APU的高性价比平台恰好是这部分人的最爱。

UVD技术一代代的革新 代表者用户体验一次次的提升

　　事实上APU产品中所融入的科技极其丰富：如果你对一些主流游戏有需求，那么APU中融合的HD6000独显核心会让你满意；如果你是一位钟爱高清视频的用户，那么UVD3高清硬件解码技术会让高清播放变得毫无压力。

◇ 超频APU为游戏玩家而生

    第二季度开始卖场铺货大量22纳米四核IVB处理器，这里面以酷睿i5-3550和酷睿i7-3770K为主，当然很多经销商为了处理库存将酷睿i7-2600K、酷睿i5-2500K搭配Z77、Z68主板进行促销。一时间酷睿i7-2600K打出2000元低价格，很多用户面对酷睿i7-3770K将近2400元的价格果断选择入手第二代酷睿四核处理器。

  
Intel酷睿i5-3550与Intel酷睿i7-3770K处理器

    Intel提升工艺制程同时也对核芯显卡做出了很大的强化设计，但即便是HD Graphics 4000核芯显卡依然无法与AMD 四核APU HD 6550独显核心相提并论，加上AMD推出了第一代APU后续超频版本——A6-3670K和A8-3870K，可以说在整合处理器方面AMD始终为游戏用户考虑的更全面一些。 

A6-3670K和A8-3870K

　　2012年的第二季度由于AMD在桌面级APU系列中推出了两款超频版产品——A6-3670K和A8-3870K(支持处理器和独显核心的独立超频)这大大提升了APU产品的可玩性，同时也提高了用户在产品选择方面的自由度，更为重要的是这代表着APU产品开放度的进步——超频、怎么超频，完全由用户自己来把控，这同样是一种改善用户体验的努力。

◇ 完善产品线提升主频

    时间分秒流逝着，进入第三季度。第三季度Intel、AMD两大厂商均没有发布新架构产品，相比第一季度的竞争第三季度两家在新品发布计划上大做文章。Intel决定丰富中端整合产品线，发布酷睿i5-3450和酷睿i5-3470处理器。我们可以看到SNB酷睿i5处理器在市场上的库存量持续下滑，由于第二季度的促销Z68主板库存量迅速下落。新酷睿i5的铺货激化了Z77主板的销售。

Intel酷睿i5+Z77成为卖场常见的促销套装

    Intel为了缩短入门处理器与酷睿中端处理器的差距发布2.90GHz奔腾G645处理器以及3.0GHz奔腾G850处理器。奔腾G645处理器让很多关注入门级处理器的用户看到了希望，当ZOL对比测试文章成绩显示奔腾G645处理器得分已经与奔腾G840不相上下，有些测试分数表明前者超越后者。

奔腾G645处理器正面外观

　　从外观来看，奔腾处理器与二代智能酷睿ix系列家族产品并无不同，而接口方面也采用了LGA1155接口设计，能够很好的兼容Intel6、7系列主板。当然，在搭配时自然还是推荐英特尔H61、B75系列芯片组产品。要知道奔腾G645处理器主频高达2.90GHz，如此高的默认频率让其综合在奔腾处理器里名列前茅。

AMD A4-3400跌破300元大关

    AMD在第三季度主要针对APU独显核心CPU进行降价促销，在降价产品中A4-3400以及AA8-3870K降价幅度明显，A4-3400跌破300元大关将APU平台门槛价格直降至299元。定位第一代顶级APU的A8-3870K价格直降150元，四核超频版A8-3870K在第三季度稳定在680元。

    第三季度两大厂商没有发布任何新架构，在为数不多的新产品中AMD继续沿用降价的手段将APU整合市场全系产品降价20%之多。Intel将重点放在了入门市场，高频奔腾处理器的加入让SNB架构奔腾处理器与IVB架构酷睿处理器之间性能差距进一步缩小。

◇ 打桩机高默频与新接口

2012年度影响力：★★★★★

    2012年的国庆长假拉开了第四季度的序幕，就在国庆节期间AMD厂商发布了第二代APU——A10-5800K处理器，全新的架构让很多A饭惊喜万分，第三季度APU的整体降价也是在为新APU让位。AMD在2012年将大部分精力放在了APU产品上面，让我们共同来回顾下新APU的技术。

新一代APU的核心架构示意图

    “TRINITY” APU处理器仍然延续CPU+GPU异构加速理念设计，全新的APU所提供的智能超频技术能够支持CPU和GPU两大核心的同时提速。我们可以在新一代APU中看到运算效能和显示效能的同步提升，这样可以让APU在运行应用程序时可以做到“分工”与“协作”，为用户提供更佳的用户使用体验。

    在CPU模块方面采用了基于推土机架构改良而成的“打桩机”架构，工艺制程与上代一样——采用32nm。整体上A10-5800K拥有2个模块4个内核，每个模块内共享2MB L2缓存，新一代APU依然没有加入L3缓存。还拥有高达384个VLIW4流处理器的新一代Radeon图形处核心，而这些全部融合于一个单一的32nm SOI芯片中。

    新一代APU指令集方面增加了AVX/AVX 1.1、AES支持，当然还少不了AMD的FMA3指令。“打桩机”架构与“推土机”架构相比提升了IPC(每周期指令)性能，降低漏电率，新一代APU默认频率范围大约在3.4-3.8GHz之间，主频的大幅提升也意味着处理器性能的加强！

FM2接口与FM1接口对比

    AMD第二代APU统一采用新FM2接口，相比上代APU——FM1接口：FM1和FM2确实出现了较大的变化，上图红圈标注的针脚排布在两种接口中是完全不同的，所以我们可以肯定新老APU接口是不兼容的，购买新一代台式机APU的用户需要购买支持FM2接口的主板（A85主板）。

◇ HD7000独显霸气登场

2012年度影响力：★★★★★

　　第二代APU将GPU部分进行了“大手术”，HD 7000系列独显核心被AMD融入“TRINITY” APU处理器之中，APU处理器游戏性能在整合处理器中拥有绝对优势，这也是AMD对APU赋予的独显核心息息相关。

新一代APU的架构透视图

　　新一代台式机APU内部融合的独显核心相比之前的APU产品又有了进一步的提升，HD7000系列被完美融合到了新一代APU的内部，相对比前一代APU的HD6000系列独显核心来说，HD7000系列独显核心的加入让新APU可以轻松进行多屏输出，喜欢玩《火炬之光2》的朋友可以凭借第二代APU进行三屏输出啦。

HD7000D系列独显核心架构示意

副本全程游戏帧数曲线

　　根据中关村在线媒体评测数据表明：在运行主流游戏方面，第二代APU凭借新HD 7000系列独显核心所拥有的强劲图形处理性能完全超越上代APU的表现，无论是在环境细节的处理上还是在加载游戏时间上都有很大提升。在A10-5800K测试《魔兽世界：熊猫人之谜》游戏时，A10-5800K默频设置也可以保证30帧以上的流畅运行（设置说明：高特效画质选项/关闭阴影/关闭垂直同步），这是上代APU产品很难做到的。

◇ 问鼎4GHz默频 新FX处理器亮相

2012年度影响力：★★★★★

    2012年AMD给我们带来的新产品中主频的提升尤为明显，FX8350八核处理器的默认主频高达4.0GHz，对比FX8150处理器的默认频率3.60GHz来说更为激进。如此高的主频背后是工程师们对新机构的不断优化。多数用户会关注新处理器的兼容性，毕竟FM2接口的APU也是采用打桩机架构的处理器，那么新FX系列处理器将采用怎样的接口设计呢？

　　基于打桩机核心的新一代FX处理器依然采用了AM3+的针脚定义，适用于9系列AMD芯片组，比如我们本次测试所采用的技嘉GA-990XA-UD3主板就能够完美兼容新一代的FX处理器。当然，如果用户手上的主板采用的依然是老旧的主板BIOS版本的话还是需要进行BIOS系统的Update动作的，毕竟最新版本的BIOS系统对新一代FX处理器会更好一些。

Cinebench R11.5成绩对比

　　“打桩机”架构巧妙地加入了（AVX编码的扩展）XOP、FMA等一系列完善的指令集，新指令集的增加让新FX系列处理器在处理某些软件数据时更加高效。这对日常应用软件也起到一定意义上的改善：系统能快速执行绘图、渲染、相片着色、立体音效，及复杂向量运算等计算量大的工作。

新一代的FX系列处理器采用的是最新的打桩机核心

　　新FX处理器加入了对TurboCore技术的支持，用户在使用打桩机架构FX系类处理器时处理器的主频是可以根据程序的需求自动向上或者向下调整，FX-8350处理器能够在4.0GHz的高主频基础上再次将频率提升到4.2GHz，AMD凭借工程师对新架构的调教可以让FX-8350处理器稳定在4GHz的主频运行。

◇ “打桩机”全面袭来

    刚进入第四季度，AMD发布全新APU和FX系列处理器，新处理器采用全新“打桩机”架构设计，其多任务处理性能有和那提升。可以说AMD新产品的亮点还是可圈可点的，在第二代APU融合全新独显核心弥补了第一代交火上的一些弱点，并将APU的输出扩展性能做了很大提升。我们可以留意到Intel在第四季度没有发布新品，但是其丰富的产品分布让Intel无论在整合平台或者非整合平台领域都占据大量的市场份额。

Intel酷睿i3-3220

    Intel酷睿i3-3220处理器采用22纳米IVB架构设计，在第四季度初期该处理器售价降至810元，跌破800的价位指日可待。奔腾G645处理器凭借自身高默认频率在入门市场销量呈现正增长趋势。

 
FX8350和A10-5800K

    FX8350处理器售价在1250元左右，并将与酷睿i5四核处理器共同争夺中高端市场份额。搭配全新独显核心的A10-5800K处理器也将带领APU融合加速芯片队伍给用户带来全新的视觉体验。

【总结】

　　伴随着两大厂商2012年发布的新产品，我们可以从中看出两大厂商在过去10个月的时间内努力完善整合处理器产品，同时不忘推进平民级整合处理器时代的发展。CPU在2012年已经全面进入整合时代，32纳米工艺制程的普及以及22纳米工艺制程的发布让X86架构市场有了跨时代意义，2012年全年Intel与AMD无论是在更新技术还是丰富产品线方面都下足了功夫，今年的努力同时在为2013年做了良好铺垫，Intel新架构处理器以及AMD第三代APU都将成为DIY期待焦点。