Intel於北美8月13日舉辦線上Architecture Day 2020 (架構日2020)，由Raja Koduri主持，這次以6大技術主軸出發，包含「製程與封裝」、「XPU架構」、「記憶體」、「互連機制」、「安全性」、「軟體」等面向，來說明Intel這次的發展藍圖。



(01) 上篇：2021年的產品：Xe HPG、Sapphire Rapids、Alder Lake等
(02) 下篇：2020年的產品：Tiger Lake (本篇)

Tiger Lake採10nm SuperFin製程，最強悍規格筆電平台

由於上篇介紹的產品，大多都是2021年才會推出，本篇就先來比較會先推出的Tiger Lake平台吧！這個Tiger Lake平台可說是加入了許多新技術，值得以一整篇的文章來好好介紹！

Intel預計2020年底前推出Tiger Lake平台，這將是Intel有史以來最強悍的筆電平台！由於Intel的Ice Lake平台筆電也才在2020年初才發表，雖然也是採用10nm製程所生產，但由於Ice Lake-U和Ice Lake-Y瞄準在低功耗筆電處理器，最高等級只到Core i7，無法跟AMD的Ryzen 4000U對抗，至於GPU更是只能看到別人的車尾燈，使得Ice Lake筆電的吸引力，不若同樣號稱是第10代的Comet Lake-S筆電那樣的效能強勁！

正因此，這次Intel的Tiger Lake行動處理器平台，採用自家最新10nm SuperFin製程，可融合其14nm級的高時脈優勢與其他主要架構的特色，讓Tiger Lake可以達到5.0GHz的時脈，等於能直接跟Ryzen 4000H等級的處理器相抗衡！

Tiger Lake可上5.0GHz，並提升安全性

Intel最早採用10nm製程、Sunny Cove微架構的Ice Lake，雖然具有出色的IPC (每秒執行指令數)，但在時脈上已經無法調高 (最高版本Core i7-1065G7基礎時脈為1.3GHz，最高時脈只有到3.9GHz)，因此為了解決時脈過低的問題，Intel開發了新的10nm SuperFin技術，先前是叫做10nm+，但這次不再放加號，是代表這次的製程不是只有在節點上縮小而已，而是搭配新的混搭技術，讓其可以在配置先進製程的電晶體之下，同時還維持舊製程的高時脈效能，成為結合兩項優點的處理器製品。有關於製程方面，可以參考上篇的簡述。



Tiger Lake使用Willow Cove微架構(純大核設計)，頻寬比上一代Sunny Cove提升的一倍，並變成新的雙環(Double ring)架構。簡單來說，Willow Cove就是Sunny Cove的大改版，透過Intel SuperFin的製程技術，並首度整合新的Xe GPU內顯，讓Tiger Lake成為效能大怪獸！不僅在CPU時脈上可以高達5GHz，在GPU效能也能達到2.6 TFLOPS的水準(接近GTX 1650的2.9 TFLOPs)。而Tiger Lake的晶片體積算是非常小，可完美內建在筆電裡面，成為輕電競筆電。

實測結果，Tiger Lake效能更高、反應也更快

在Intel架構日2020線上發表會現場中，也展示以Willow Cove和Sunny Cove這兩款CPU，來測試Web Expert 3的效能，其運用到HTML5與JavaScript語言，透過高負載的一連串測試，來讓瀏覽器展現出處理器在處理多重任務時的效能爆發程度，在下圖裡面，就可以看到藍色曲線(Sunny Cove架構的Ice Lake處理器)時脈比較低，而黃色曲線(Willow Cove架構的Tiger Lake處理器)時脈都比較高，從此可以看出Tiger Lake在處理網站瀏覽應用時，擁有更高的效能與反應時間。

內建Xe LP GPU，高達96 EU，媲美GTX 1650等級

至於在iGPU (內顯)方面，這次Tiger Lake不再使用先前的Intel UHD Graphics或Iris Graphics，而是直接內建最新Xe LP GPU核心，不僅提供更高頻寬，並支援更多記憶體種類。透過雙環的內部互連機制，來連接CPU與GPU核心。透過這樣的技術，在Ice Lake時代，其內部的頻寬已經提升一倍，而這次在Tiger Lake時，我們又透過SuperFin製程技術，來改善電壓和頻率的彈性擴充與調配功能。且根據產品定位，也將最後階的快取提升50%，從原先12MB提升到24MB的容量，以便可以提升整體效能表現。



透過上述的技術之下，記憶體頻寬可以高達86GB/s，在支援的記憶體方面，透過系統記憶體可支援到DDR4-3200或LPDDR4x-4267，甚至未來的LPDDR5-5400，讓繪圖效能能夠比以往的產品更強悍！此外，這次在記憶體方面也加入了TME (Total Memory Encryption，全記憶體加密)機制，透過XDS AES的加密解密演算法，以防止駭客透過直接傾倒記憶體內容的方式來偷取機敏資料。



如前述，Tiger Lake的iGPU效能，可以達到2.6 TFLOPS的水準(比Radeon Vega 8的2.253 TFLOPs還高，並可上看GTX 1650的2.9 TFLOPs)。就算不搭獨顯的話，也能執行一些輕量級的3A遊戲，讓每一台Tiger Lake筆電都是輕電競筆電！

RDNA算啥？我有GNA 2.0處理器，降低CPU使用率

有鑑於Intel早在其CPU加入AI指令集，這次Intel也把AI相關的指令集，像是NNI (Neural Network Intelligence，神經網路智慧)架構指令集，也下放到Tiger Lake CPU裡面，並應用在GPU裡面，搭配其GNA (Gaussian and Neural Accelerator) 2.0架構的低功耗加速器，讓Tiger Lake的TDP功耗達到每毫瓦1 GigaOps，最高可高達38 GigaOps。其應用的情境，包括環境降噪、會議記錄轉譯、內容和對話追蹤等AI相關應用，可讓這些應用所需要的CPU功耗降低，以達到更高的電池續航力！

ISOC埠顯示直連，支援更高畫素攝影鏡頭

因為在現代化行動處理器裡面，上述的應用情境可說是特別多，因此CPU內建這種低功耗功能可說是非常重要，尤其當今疫情關係，時常會需要遠距會議、上課，這時能兼顧畫質與低功耗的電腦就非常重要。既然提到了顯示方面，這次Tiger Lake在成像方面也進步不少。不僅支援更多的螢幕輸出，且支援更高解析度與畫質。這樣一來頻寬需求也會增加，因此Tiger Lake將記憶體至顯示單元之間的通道加入了64位元的直接資料路徑，叫做ISOC埠，可直接繞過各SoC架構中間的所有內部互連機制所造成的延遲。



如今，顯示資料透過ISOC埠，就可以輕鬆支援到高達64GB/s的頻寬，並可以用在攝影鏡頭上，藉由專屬的IPU(影像處理單元)來進行成像，以實現更低的功耗與更快的反應速度。如今可以支援到多達6組感測器(如Camera)，並支援到4K90以及高達4200百萬畫素的視訊品質！相較於初期產品只支援到4K30和2700畫素來說，這次Tiger Lake在視訊應用方面也更加強悍！

內建Thunderbolt 4與USB4，PCIe也是Gen.4

再來看看周邊I/O傳輸部份，這次Tiger Lake直接導入了完全通過產業測試驗證的Thunderbolt 4和USB4規格，內建的顯示埠採用USB-C埠內部Thunderbolt規格之DisplayPort埠來進行螢幕輸出，此外根據不同的SKU產品設定，Tiger Lake針對電競筆電方面也可以新增了一個DPN埠，讓獨立顯示卡的視訊資料能與其內建的USB-C埠來進行多路切換輸出，如此就不會降低內外顯的效能。



當然，這次在PCIe規格部份，我們這次也支援到PCIe Gen. 4，不僅讓GPU傳輸效率提升，對於SSD來說也能直接發揮PCIe Gen. 4的全速效果，而不需要再透過PCH晶片組的PCIe通道。相較於Ryzen 4000行動家族的PCIe還是Gen. 3來說，這次Tiger Lake的PCIe 4果然更強悍，能讓電競筆電的整體效能完整釋放。到時候，也許新世代支援PCIe 4的獨顯，以及更多PCIe Gen.4的SSD，都可以在下世代的電競筆電看到！

你要的省電功能，Tiger Lake也都一應俱全

而為了提升電池續航力和效能，這次Tiger Lake使用了兩組獨立的電源管理設計，透過自主的DVFS功能，其可根據SoC架構和記憶體系統的工作負載及頻寬，來從電壓和頻率之間進行低延遲的彈性調配，以讓處理器能在最高功率上來運作。當然不只是運算方面，包含其他附加功能也是以這樣的架構來設計。並提高我們完全內建的穩壓器效率。同時在深度睡眠(C-State)時，也幾乎把CPU的所有邏輯電路都關閉掉，已達到最佳化電源效率。

老虎出閘，終於有效能強悍又兼具省電的筆電處理器!

綜合上述Tiger Lake的各項功能解說，可以發現Intel真的硬起來。與Ice Lake相比，這次Tiger Lake不僅在製程技術上面擁有重大的突破，採用10nm SuperFin製程，讓其可以兼顧高時脈與低功耗的需求。再搭配採用Willow Cove微架構的幫助之下，使其IPC效能再次提升。

至於在內顯方面，其採用Xe LP繪圖晶片，搭配其AI指令集，除可兼顧現有輕電競玩家需求，並在新興的AI領域應用中，滿足客戶的需求。此外，在頻寬方面，更支援到PCIe 4.0，並率先支援到LPDDR5記憶體，I/O方面更直接支援Thunderbolt 4與USB4，且內建更智慧的省電機制，讓筆電要強則強、要省則省，要擴充有擴充，無所不能。



總之，這次的Tiger Lake算是全新設計的處理器平台，並非以前那樣在擠牙膏。也因此可以看出，這次Intel為什麼對於Tiger Lake寄予如此厚望，從2020年CES初步發表時，就以全新世代的筆電新體驗，來讓使用者改觀。總之，等2020年底前，應該就有Tiger Lake的筆電上市了！想買全能型筆電的玩家們，也許可以再觀望！

更多細節，可參考：Intel Architecture Day 2020影片

延伸閱讀：

(01) Intel架構日2020發表全新6大技術：包含Tiger Lake、Xe HPG遊戲顯示卡、Sapphire Rapids與Alder Lake與新技術解說 (上篇)
(02) Intel架構日2020發表全新6大技術：包含Tiger Lake、Xe HPG遊戲顯示卡、Sapphire Rapids與Alder Lake與新技術解說 (下篇) (本篇)