如果有一天，你出门发现忘带手机，到公司发现没拿电脑，然后…如果不回去取就一定不会有然后了。
可见，手机和电脑已经成为城市生活和工作的必需品。然而手机、电脑看似不大，实则为非常精密的仪器，由数量庞大的元件组成。处理器，则是众多元件中最为重要的电子器件。
在不久后的9月底，Intel 将公布新一代（13th）处理器——Raptor Lake，而去年9月 Intel 展示12th处理器——Alder Lake 时给大家带来的惊喜还历历在目。下面让我们回顾下12th 处理器对比上一代产品，在各方面的提升，以及在实际生产应用中有哪些优势。
Alder Lake 隶属于 Intel 的酷睿处理器家族，是其第12代处理器。基于最新的 Intel 7制程工艺打造（此前称之为10nm Enhanced SuperFin），采用 Hybrid 性能混合架构设计，集成了两种内核微架构——Performance Core 性能核 Golden Cove 以及 Efficient Core 能效核 Gracemont，二者结合并通过 ITD 硬件调度器进行合理调度，致力于在所有类型的工作负载中均带来显著性能提升与能耗改进。
#1
混合架构
Alder Lake 之所以会推出混合架构，原因无外乎是想在性能和功耗两个方面做到更好的协调。
在 Intel 设计中，P 核是单独占用一个 die，E 核是4个 E 核分在一个 die 的。此外，P 核支持超线程，即每个 P 物理核超线程后可以有两个逻辑 P 核；而 E 核不支持超线程，即每个 E 核只对应一个逻辑核。P 核注重单线程或有线线程的处理能力，E 核注重多线程的处理能力。下图是 P 核和 E 核在单核时的功耗与性能图。从图中可以看出，单线程时虽然 P 核的初始功耗要高，但是在同样的功耗下 P 核的性能远远大于 E 核的性能能力。因此，在单线程或者有限线程的时候使用 P 核可以获得更好的功耗和性能的体验。
下图是多线程的 P 核和 E 核的功耗与性能关系图，图中对比是通过4个 die 做出的对比，是 4P 和 2P 8E 的对比，之所以不使用16个 E 核和4个 P 核做对比是因为在 Intel 提供的Aalder Lake 芯片中 E 核最多有8个，也就是2个 die。从图中可以看出，在多线程时，同样的功耗下，E 核核簇的性能要高于 P 核核簇。因此，在多线程的应用中，可以优先选择在 E 核核簇上做调度，例如后台进程就可以更倾向于在E核上运行。
#2
线程调度器
针对混合架构，Intel 在硬件中增加了一个可以反应内核能力的模块——Intel Thread Director 简称 ITD。ITD 是硬件基于各种 IPC 性能特征，为操作系统的线程提供运行时反馈的模块，也叫做增强型硬件反馈(Enhances Hardware Feedback)。它可以反馈当前内核的性能能力和效能能力，便于更优地使用内核。
当系统进行性能调度时，Alder Lake 默认还是会把线程安排在 P-Core 上，除非高性能核心上面都有任务在跑。Intel 将 Alder Lake 分为以下三个性能层级：
a) 每个 P-Core上 只跑1个线程
b) E-Core 上只跑1个线程（当然它也只能跑1个）
c) 在 P-Core 的超线程上跑线程
也就是说，在一般情况下，系统调度器会优先把线程安排到 P-Core 原生的线程上，8个原生 P-Core 线程被放完后，轮到的是 E-Core，如果还不够用，它才会去利用 P-Core 超线程出来的线程。如下图所示：
#3
线程和内核的变化
线程和内核的数量的增加，Alder Lake 最大可以支持8个 P 核和8个 E 核，其中 P 核可以超线程，即最大支持24线程，末级缓存最大可以高达30M。E 核最大优势就是使用相同的大小，实现了4个线程功能，在同样的功耗下，比1个物理 P 核（2个逻辑 P 核）的性能更强。
#4
外设更新
Intel 在 Alder Lake上增加了 PCIE5 的支持，相比之前的 PCIE4 速率提升了一倍。
在存储方面，Alder Lake 增加了 DDR5 的支持，相比 DDR4 有着多方面的提升：
a) 内存频率不同，DDR4 内存起步频率是2133MHz，Alder Lake 支持3200MHz，而 DDR5 内存起步频率4800MHz，Alder Lake 支持4800MHz。
b) 工作电压不同，DDR4 内存工作电压为1.2V，DDR5 内存工作电压是1.1V，功耗降低8%，DDR5 内存更节能省电。
c) 单芯片颗粒容量不同，DDR5 内存单芯片容量较高，单颗粒容量可达到16G,而 DDR4 单颗粒容量只有4G。
d) 带宽速度不同，比如 DDR4 3200MHz 带宽是25.6Gbps，而 DDR5 4800MHz 的内存，它的带宽是38.4Gbps。
当然 Alder Lake 的更新还有其他的内容（例如，wi-fi 6E、计算单元等）不再一一叙述，感兴趣的同学可以自行查找更多资料，也欢迎留言交流。
虽然现在12代处理器还没有完全在市场上普及，但是关于13th处理器的信息，已经初见端倪。今年4月，Linux5.19 内核中已经增加了关于 Raptor Lake 的一些支持，增加了 PCI 设备 ID 到 i915 图形驱动。所以，我们可以预知，13th处理器中集成显卡的更新将会是一个大的提升，而这也预示着 13th 处理器在游戏性能、视频播放等方面将会有更好的视觉体验。相比 ARM，x86的功耗一直让人诟病，13th 处理器中将会对功耗做进一步的优化，将使用 DLVR(Digital Linear Voltage Regulator)。按照 Intel 的说法，使用 DLVR 技术之后，CPU 电压可以降低160mV，对应的就是降低了20-25%的 CPU 功耗。
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