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移动版Skylake处理器深度评测

2015-11-10《微型计算机》评测室《微型计算机》2015年11月上

在经过一系列的酝酿之后,装备有Skylake移动版处理器的笔记本电脑终于要大范围铺货了。相比桌面版而言,英特尔此次发布的Skylake移动版处理器异常丰富,让人眼花缭乱。在之前的文章中,我们已经对桌面版Skylake处理器有所了解,那么移动版本又会有什么不同呢?面对这么多型号的处理器,我们又该如何选择对应机型呢?就此,我们将体验移动版Skylake中具有代表性的一款处理器—Intel Core i7-6700HQ,而被替代者Core i7-4720HQ也将与其一决高下。新旧激烈碰撞,那么结果会如何呢?

一.Skylake架构改变在哪?

在评测之前,我们先来了解一下移动版Skylake处理器的一些规格和分类。Skylake是英特尔“Tick-Tock”发展战略中名副其实的Tock级产品,属于工艺不变,架构改进的产品。因此,Skylake在整个宏观架构和微观方面都做出了很多改进。

首先,Skylake的核心宽度变得更宽了,包括乱序执行的窗口变得更多,达到了224个,之前Haswell只有192个,Sandy Bridge也只有168个,in-flight Stores增加到了56个,相比Haswell的42个和Sandy Bridge的36个都得到了显著提升。此外,Integer Register File、Scheduler Entires等同样得到了改进。Allocation Queue提升至每线程64个,相比早的Sandy Bridge的28个堪称变化巨大。

其次,Skylake的前端、执行单元和载入、存储部分都得到了强化,比如前端容量更大,指令通路更宽、缓冲更深、预取更快速、乱序缓冲的深度也得到了显著提升,分支预测方面也进行了改进(但英特尔拒绝透露相关信息)。载入和存储方面的单元都进行了强化、预取器加强了,存储、填充和回写的缓冲都得到了优化。其他的还包括全新的页面丢失处理模式、全新的缓存管理指令等。

Skylake在核心架构上改善的相关数据。
Skylake在核心架构上改善的相关数据。

Speed Shift是目前Skylake在节能方面重大的改变。
Speed Shift是目前Skylake在节能方面重大的改变。

第三, Skylake在架构上明显的改变在于同时支持DDR4和DDR3L/LPDDR3。对移动版本产品而言,DDR3L/LPDDR3的支持能让厂商节省一部分成本,尤其是DDR4早期供货和产能可能存在不稳定情况的时候。不过需要额外说明的是,Core M系列不能支持DDR4,只支持DDR3L/LPDDR3。另外,一款处理器只能支持唯一一类内存,不能支持两类内存。

第四,在内部安全性方面,Skylake增加了Software Guard Extensions和Memory Protection Extension,可以设置隔离区、拒绝恶意软件的攻击,并保护堆栈和跳跃缓冲。

总的来说,Skylake是这几代产品中改进大的,内部结构对乱序执行的改进、宽度的提升以及缓存和存储、内存方面的改进,都终体现在了性能和应用的提升中。此外,从Skylake的架构改进来看,英特尔似乎正在准备在对处理器架构尤其是核心部分进行改变,Skylake只是一个前奏,未来的架构还会有更为显著的改善。

二.性能和功耗控制

英特尔称Skylake架构从设计开始就考虑到了超低功耗、高性能等多种需求,Skylake架构能够满足从4.5W到91W如此广大区间的不同产品的需求,具有极好的架构可伸缩性。

在超低功耗移动处理器方面,Skylake的Core M版本面向平板处理器的产品高可达目前主流平板产品两倍的性能(对比对象是Core M7-6Y75处理器和iPad Air 2),电池续航时间长可达10小时、相比前代Core M产品图形性能大提升40%、能够提供完全的Windows 10使用体验以及兼容RealSense R200 3D摄像头、支持USB Type-C等优势。

主流移动处理器方面,英特尔称新的处理器能效比更好,比如比前代处理器活动功耗更低,节约了大约60%的电能(对比对象是Core i7-6920HQ和Core i7-4910MQ)、速度快大约60%(Core i5-6300HQ对比Core i5-4300M,测试SPECint_base_rate2006)、图形性能提升了40%(使用Core M7-6Y75对比Core M5Y71)、能够支持长达10小时的全高清视频回放(使用Core M7-6Y75,电池38WHr)。此外在新规格上,Skylake加入了Speed Shift技术,这个技术是SpeedStep的进化版本,主要优势在于Speed Shift可以绕过操作系统,直接连接处理器和电源控制单元,并且向操作系统开放了所有电源控制状态,能够更为精准的控制处理器的能耗和频率,还有诸如英特尔Software Grard Extension、Tablet-Like I/Os、Integrated ISP、Integrated Sensor Hub等技术的加盟。

Skylake核芯显卡的分类情况。
Skylake核芯显卡的分类情况。

Core M系列的出现,将PC功耗拉低至10W级别,彻底重塑了低功耗PC的产品形态。
Core M系列的出现,将PC功耗拉低至10W级别,彻底重塑了低功耗PC的产品形态。

在有关节能技术方面,Skylake处理器增加了名为PCU的模块控制单元来控制、调配每个部分的功耗等内容。其他还包括诸如更强的电源门控、数字PLL电源交叉节能控制技术、HW和Cdyn降低、GPU和CPU部分的频率调节、可配置的电源管理等。另外,Skylake处理器还增加了名为Speed Shift的状态切换功能,新功能使得Skylake在不同运行模式中的切换速度从30ms降低至大约1ms,比如从休眠模式切换至高性能模式等,因此大幅度提升了效率。Speed Shift对移动处理器极为有利,可以迅速地在不同工作模式中切换,能耗比大幅度提升。

此外,由于频率和架构改进,Skylake架构的移动处理器频率极限更高、物理核心更多。之前Broadwell时代14nm工艺只能提供高2.9GHz的处理器频率,在Skylake上,Core M7-6Y75将这个上限提升的到了3.1GHz,功耗依旧维持在4.5W不变。这应该是架构和工艺共同努力的结果。此外,Core i5升级到了物理四核心,这是前几代产品上都不曾存在的。

三.图形性能改进

在Skylake上,英特尔宣称图形性能可以面向4K游戏,并且宣称Skylake的高端核芯显卡Iris Pro性能相当于目前主流独显的80%,能够在保证可玩性的前提下运行目前大部分游戏。从架构来看,Skylake中的第九代核芯显卡在诸如像素后端处理、三角形剔除率、无损图像压缩等做出了改善,整体性能比之前的产品有显著提升。

Skylake核芯显卡的EU单元数量比前代产品提升很多,因此绝对性能提升相当显著。Skylake的核芯显卡目前有GT1、GT2、GT3、GT4四种配置方案,其中GT2拥有24个EU单元,在架构上可看作一个“完整”的基础核芯显卡。其中GT1是内部屏蔽了部分EU单元而成,只有12个EU单元;GT3则是增加了EU单元模块,拥有48个EU单元;GT4则是增加了两个EU单元模块,整体EU单元数量高达72个。

目前英特尔强的核芯显卡型号为Iris Pro 580,拥有72个EU单元和128MB eDRAM缓存,不过目前这个型号的核芯显卡尚未发布,这不得不说是一个小小的遗憾(英特尔给出的大部分成绩都应该基于此核心给出)。目前可获得的首发处理器中,高只搭配了Iris 550,只有48个EU单元,性能只能说尚可。未来我们在获得了Iris Pro 580后,还会给出进一步的测试,向大家展示目前强核芯显卡的性能。

四.移动版skylake详细介绍

Skylake移动处理器的型号可以分为两种类型。一种是面向超低功耗、超轻薄、无风扇市场的Core M,另一种则是传统移动处理器。我们首先来看受关注的Skylake架构的Core M处理器。

Core M处理器

Skylake架构的Core M处理器一个大的变化就是命名的彻底改变。之前Core M系列的型号不会有特别详细的划分,只是给出Core M商标,再搭配数字和英文字母组成的型号而已。这样的型号划分使得很多用户看不懂具体的性能档次。不过这次英特尔特别分出了不同档次型号,加上了诸如Core M3、Core M5、Core M7的类型标示,再在每个类型下给出具体型号。目前整个Core M系列一共发布了四款产品,两款Core M5、Core M3和Core M7各一款。

在更新了型号命名后,用户选择产品就轻松多了。以“Core M5-6Y57”为例,前方的“Core M5”说明其定位于Core M系列的中端,“6Y”则是指第六代Skylake架构,后面的“57”是相对的型号,数字越大性能越高。

目前Core M系列处理器全部都是双核心设计,型号和性能差异主要来自于频率。核芯显卡方面,目前Core M全部集成了HD 515核芯显卡,EU单元数量为24个,EU单元数量和上一代Core M处理器持平,但是高频率会随着型号提升而相应提高。另外,所有Core M的TDP都是可调的,以Core M3-6Y30为例,处理器TDP可以调整至7W或者3.8W,随着TDP的调整,处理器在大频率下的工作时间也会出现变化,测试性能也会相应地变高或者变低。在外接接口方面,Core M处理器全部都支持eDP、DP、HDMI 1.4、DVI等接口,支持4K@60Hz

Core i7系列移动处理器

本次总计发布了9款,其中,U系列低功耗移动处理器目前宣布了五款,但是只上市了三款,Core i7-6567U和Core i7-6560U暂时没有上市。U系列的产品全部都是双核心设计、支持超线程,功耗从15W到28W不等,搭配的核芯显卡也分为多种不同的档次,其中高可以搭配Iris 550,拥有48个EU单元,性能远胜于高只有24个EU单元的HD系列。

除了U系列外,45W TDP且后缀为“HQ”的普通版移动处理器本次也发布了四款,全部都是四核心、支持超线程的产品,高型号为Core i7-6920HQ,睿频高可达3.8GHz,三级缓存高达8MB,规格基本和桌面版本处理器在同一水平线上。GPU方面,HQ版本的一般都会搭配独立显卡出售,因此集成的核芯显卡都统一为规格较低的HD 530,满足用户基本需求即可。

Core i5和Core i3系列移动处理器

本代Core i5的HQ系列可谓Skylake移动处理器大的亮点,这是因为英特尔将其全部升级为物理四核心。这两款处理器的型号分别是Core i5-6300HQ和Core i5-6440HQ,TDP功耗都为45W(相比上代产品略高),6MB缓存,搭配的核芯显卡型号都是HD 530。后再来看看Core i3,Core i3目前只有三款,两款U系列,一款H系列。移动版本Core i3全部都是双核心,都支持超线程技术,但是并不支持睿频技术,频率全部都限定在一个固定值上。Core i3系列集成的核芯显卡全部是HD系列,考虑其主要面向中低端市场,因此也基本够用了。

测试平台介绍

机械师T57-D1

机械师T57-D1
机械师T57-D1

操作系统 Windows 8.1中文版
显示屏 15.6英寸(1920×1080)
处理器 Intel Core i7-6700HQ四核(2.6GHz)
内存 8GB DDR3L 1600(单通道)
硬盘 1TB HDD
显卡 NVIDIA GeForce GTX 960M/Intel HD Graphics 530
尺寸 385mm×268mm×28.5mm
重量 2.5kg

对比评测平台

对比评测平台
对比评测平台

操作系统 Windows 8.1中文版
显示屏 15.6英寸(3840×2160)
处理器 Intel Core i7-4720HQ四核(2.6GHz)
内存 8GB DDR3L 1600(单通道)
硬盘 128GB SSD+1TB HDD
显卡 NVIDIA GeForce GTX 960M/Intel HD Graphics 4600
尺寸 382mm×255mm×21.5mm
重量 2.06kg

此次我们的评测用机是机械师新款型号T57-D1,搭载有英特尔Skylake架构Core i7-6700HQ处理器,而它也是我们此次测试的主角。它采用新的14nm制造工艺,拥有4核心8线程,主频2.6GHz,可大睿频至3.5GHz,TDP功耗为45W。核芯显卡是新的Intel HD Graphics 530,基本频率为350MHz,高频率为1050MHz。其他方面,该机型还配备8GB DDR3L 1600规格内存以及NVIDIA GeForce GTX 960M显卡。比较遗憾的是,由于机型定位原因,并未配备DDR4规格的内存。NVIDIA GeForce GTX 960M显卡则配备有2GB GDDR5显存。

我们此次的评测重点是Intle Core i7-6700HQ处理器,为了更清楚的了解这款处理器的性能表现,我们选择了独显型号相同的某品牌机型与机械师T57-D1作为对比测试平台。该机型搭载有Haswell架构Core i7-4720HQ处理器,这款处理器是目前游戏本的明星产品,普遍配备在中高端主流游戏本中。它采用22nm制造工艺,同样拥有2.6GHz主频、4核心8线程,可大睿频至3.6GHz,TDP功耗为47W。核芯显卡是Intel HD Graphics 4600,基本频率为400MHz,高频率为1200MHz。其他方面,该机型还配备有16GB DDR3L 1600内存和 NVIDIA GeForce GTX 960M显卡,其中GTX 960M拥有4GB GDDR5规格显存。为了尽量让测试环境接近,我们拆除了一根8GB内存,使之成为单通道8GB内存。

我们的评测重点仍然放在CPU和GPU两大核心部分上,测试内容包括CPU性能测试、应用测试以及图形与游戏测试三大部分,此外我们还将简单测试内存性能。

CPU性能测试

基准性能测试软件包括CPU-Z、Super PI、wPrime、SiSoftware Sandra、CINEBENCH R15、Performance Test和3DMark。
CPU-Z目前似乎还不认识Core i7-6700HQ处理器,显示为Core i5,不过好在具体参数都能显示。通过查看两款处理器的参数可以看到制造工艺、指令集、TDP功耗以及缓存方面的变化。

编辑点评:在6项针对CPU的测试中,wPrime、Sandra、CINEBENCH R15以及3DMark四项测试成绩,Core i7-6700HQ均要领先于Core i7-4720HQ。特别是我们常见的CINEBENCH R15和3DMark两项针对CPU渲染的测试,Core i7-6700HQ分别领先后者5.5%、18%。而在Super PI和Performance Test两项测试中,虽然Core i7-6700HQ不敌Core i7-4720HQ,但是测试结果并没有拉开差距,基本处于同一水平线。在大睿频比Core i7-4720HQ还低的情况下,Core i7-6700HQ能够有这样的测试结果,应该说这一代的进步有目共睹。不过除了3DMark测试结果进步较大之外,Core i7-6700HQ在其他方面的进步算不上显著,因为严格来说其对比处理器Core i7-4720HQ属于上上代的产品了。回首前几代产品,小步幅稳步前进是近几代处理器的共性,这已经成为英特尔处理器目前的主旋律。


测试结果越小越好


测试结果越小越好

CPU应用测试

我们继续针对CPU性能进行应用测试,测试内容包括Excel表格、Photoshop CS5、WinRAR以及PCMark 8中的Adobe Creative Suite和Microsoft Office两项测试。

编辑点评:在Excel表格、Photoshop CS5以及WinRAR的测试中,其中Excel表格测试和WinRAR两项,Core i7-6700HQ要领先于Core i7-4720HQ,而针对Photoshop的测试,无论是单独的Photoshop CS5测试还是PCMark 8中的Adobe Creative Suite,Core i7-6700HQ都败下了阵。在以往的测试中我们知道,Photoshop CS5这款软件在运行时对核心数的依赖并不高,单核心性能才是影响测试结果的关键,因此,拥有更高睿频的Core i7-4720HQ处理器取得了更好的测试成绩。

测试结果越小越好
测试结果越小越好

测试结果越小越好
测试结果越小越好

由于未知原因,针对Adobe Creative Suite的测试,两款处理器均未得出有效成绩,不过我们仍然可以从细节项看出两款处理器的差距。在Photoshop轻负载下,两者的测试成绩相当,Core i7-6700HQ(识别为Core i5)有略微的优势。不过在重负载下,Core i7-4720HQ优势明显,并且整体耗时更短,这与前面的Photoshop CS5测试结果基本吻合。
由于未知原因,针对Adobe Creative Suite的测试,两款处理器均未得出有效成绩,不过我们仍然可以从细节项看出两款处理器的差距。在Photoshop轻负载下,两者的测试成绩相当,Core i7-6700HQ(识别为Core i5)有略微的优势。不过在重负载下,Core i7-4720HQ优势明显,并且整体耗时更短,这与前面的Photoshop CS5测试结果基本吻合。

Microsoft Office测试两款处理器终得分接近,同样,Core i7-4720HQ有略微的优势。
Microsoft Office测试两款处理器终得分接近,同样,Core i7-4720HQ有略微的优势。

图形与游戏测试

图形与游戏测试包括3DMark图形测试和《坦克世界》、《神偷4》两款游戏实际体验。其中,图形性能测试,两个平台均仅使用核芯显卡进行测试,游戏测试则分别使用核芯显卡和独立显卡进行测试。

编辑点评:游戏表现应该是此次评测环节中差距明显的一次,不论是针对核显的3DMark测试,还是侧重处理器性能的《坦克世界》和侧重显示核心性能的《神偷4》,Core i7-6700HQ都呈现出一边倒的领先趋势。另外,我们在AIDA 64 Benchmark的平台稳定性拷机测试中发现,Core i7-6700HQ满载不会降频,而Core i7-4720HQ则会出现降频现象。同时,尽管都采用DDR3L规格内存,但是得益于Core i7-6700HQ更好的内存控制器,新平台的内存表现也是值得肯定的。

图形性能提升是Skylake的重点之一,从3DMark测试结果来看的确如此,Core i7-6700HQ领先Core i7-4720HQ的幅度达到31.5%。
图形性能提升是Skylake的重点之一,从3DMark测试结果来看的确如此,Core i7-6700HQ领先Core i7-4720HQ的幅度达到31.5%。

尽管与Core i7-6700HQ搭配的仍旧是DDR3L规格处理器,但是通过AIDA 64 Benchmark测试我们发现,无论是读、写还是复制速度,Core i7-6700HQ所搭配的DDR3L规格内存均要快于对比平台的内存。

尽管与Core i7-6700HQ搭配的仍旧是DDR3L规格处理器,但是通过AIDA 64 Benchmark测试我们发现,无论是读、写还是复制速度,Core i7-6700HQ所搭配的DDR3L规格内存均要快于对比平台的内存。
尽管与Core i7-6700HQ搭配的仍旧是DDR3L规格处理器,但是通过AIDA 64 Benchmark测试我们发现,无论是读、写还是复制速度,Core i7-6700HQ所搭配的DDR3L规格内存均要快于对比平台的内存。

《神偷4》主要依赖于显卡性能,测试结果可以明显看出Core i7-6700HQ的核显性能要好于Core i7-4720HQ。而《坦克世界》之所以帧率差距更大,是受Core-6700HQ的显卡和处理器两方面性能提升的影响。
《神偷4》主要依赖于显卡性能,测试结果可以明显看出Core i7-6700HQ的核显性能要好于Core i7-4720HQ。而《坦克世界》之所以帧率差距更大,是受Core-6700HQ的显卡和处理器两方面性能提升的影响。

在相同独显状态下,可以看到Core i7-6700HQ凭借更先进的处理器架构领先Core i7-4720HQ。
在相同独显状态下,可以看到Core i7-6700HQ凭借更先进的处理器架构领先Core i7-4720HQ。

MC点评:

由于时间原因,我们此次的测试内容并没有全面,在更多产品上市之后,我们还将进行后续测试。通过以上评测大家应该可以了解到,相对于Core i7-4720HQ而言,Core i7-6700HQ的整体性能提升还是比较明显的,一是针对处理器架构的优化,这在软件测试和游戏体验中均有所表现,依赖于处理器性能的游戏或者应用将从中获益,获得更好的体验效果。二是核芯显卡的性能提升,这也是性能提升大的部分。虽然目前主流游戏本都配备有高性能独显,但是针对整个移动平台而言,核显性能的提升却是非常有意义的,因为这将让更多轻薄核显本受益—在没有配备独显的情况下能够做到更轻薄、更强,能够胜任更多的图形任务。另外特别值得提出的是,Core i7-6700HQ在拷机测试中,表现出更好的稳定性和功耗控制。总而言之,对于部分有高性能需求的用户而言,在价格改变并不大的前提下,Skylake何尝不是一个新的尝试。

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