不用小核也很猛第12代酷睿Alder Lake-S同频性能测试
经过漫长的等待，英特尔在2021年底正式推出了第12代酷睿处理器AlderLake-S桌面版。AlderLake-S是英特尔首批大规模量产的10nm桌面版处理器，此前称之为10nmEnhancedSuperFin（现在重命名为Intel7，和业内的节点标准相匹配），这对英特尔来说意义重大，标志着其在轻薄本、游戏本、服务器、台式机等所有产品线都完成了工艺制程与微架构的全面换代，14nm和Skylake两位老朋友将彻底告别舞台......
除了工艺制程的换代之外，AlderLake-S运用了众多新技术、支持很多新标准，最明显的特性就是采用了Hybrid混合架构设计，性能核也就是P-Core采用了GoldenCove微架构，能效核E-Core则是Gracemont，最多高规格为8＋8核心/24线协议的支持，则标志着AlderLake-S平台整体的全面升级。
首批上市的AlderLake-S高端产品均应用了Hybrid混合架构设计，也就是搭配了4到8个E-Core能效核，英特尔表示新一代能小核Gracemont旨在面对当今多任务场景做到充分优化，提高了吞吐量效率并提供可扩展的多线程性能。观察dieshot可以发现，4个Gracemont和1个GoldenCove大小相当，都占用了1个Ring节点，但4个Gracemont组成集群后多线个GoldenCove开启超线程之后更强，因此PPA角度上来看，Gracemont显然比GoldenCove要好得多，能在有限的硅片空间内实现更强的多核任务负载。
AlderLake-S采用Hybrid混合架构设计则是兼顾了GoldenCove与Gracemont二者的共同有点，致力于做到单线程与多线程两个维度的全面提升。不过Hybrid混合架构设计和ARM的big.LITTLE相似，都需要软硬件的合理调度优化才能让性能最好发挥。为此AlderLake-S内置了英特尔硬件线程调度器ITD来进行引导，并针对最新Windows11操作系统进行优化设计，致力于在合适时间将恰当的线程置于相应的内核上，从而确保这两种全新内核微架构的无缝衔接。
不过对于很多用户，尤其是游戏玩家来说，他们更关注AlderLake-S中性能核GoldenCove的表现，能小核Gracemont带来的多线程性能提升则是起到锦上添花的作用；甚至很多玩家还准备关闭能效核，在有限的功率和散热能力下将性能核超到更高的频率。PConline评测室针对第12代酷睿处理器AlderLake-S，除了综合性的首发评测之外，还针对性能核GoldenCove进行了单独测试。
在性能测试开始前，我们先来简单回顾一下历史，英特尔在2014年（Tick年）底成功量产了14nm工艺制程，推出Broadwell家族的酷睿M系列产品，而在2015年（Tock年），Intel则利用良率逐步走向成熟的14nm工艺制程将Skylake微架构的第6代酷睿全面推向市场；而那几年AMD还在推土机泥潭中挣扎，Skylake甚至Haswell都能够做到酷睿i3默秒全......
根据早期的路线图，如果英特尔能够持续延续Tick-Tock节奏，那么会在2016年（Tick年）量产10nm制程工艺的CannonLake（微架构继承Skylake），在2017年（Tock年）进行下一轮微架构升级，将IceLake推向市场......
不过在当时，没人能预测到原定计划服役2-3年的Skylake微架构会在桌面平台被使用长达5年之久，由于10nm工艺制程的种种问题，且英特尔所遵循的“工艺制程与微架构相捆绑“原则，英特尔迟迟不能将新架构的产品推向桌面市场，第7代酷睿KabyLake-S、第8-9代酷睿CoffeeLake-S乃至第10代酷睿CometLake-S等一系列产品，虽然都有新的CodeName，但本质却都是Skylake微架构的马甲，内核IPC没有变化，主要是依靠增加核心线程数量，以及拉高核心睿频来获得性能提升。2021年初，面对AMDZen3的凌厉攻势，英特尔终于有所动作，将原本基于10nm节点设计SunnyCove微架构backport“反向移植”到14nm节点上进行生产，这就是代号为RocketLake-S的第11代酷睿处理器桌面版。
不过客观来说RocketLake-S并不是一代很成功的产品，将为10nm节点设计的微架构反向移植到14nm节点上，势必会产生很多新问题。CypressCove微架构为了提高IPC，每核心的规模也就是晶体管数量相比Skylake微架构做到了显著增加，而采用低密度的14nm节点来生产，势必导致面积及功耗的增长。最终酷睿i9-11900K只有8核心16线线K还要更大，且满载功耗变得更高了.......
虽然在桌面平台长期停滞于14nm节点，但英特尔近年来的微架构设计还是做到了稳步推进。在2020年后，英特尔推出的TigerLake系列第11代酷睿处理器移动版采用了WillowCove微架构，WillowCove相当于SunnyCove的小幅增强版，改进了缓存设计，每核心拥有更大容量的L2和L3缓存（IPC对比SunnyCove提升只有个位数，几乎可以忽略不计），并在10nmSuperFin技术的加持下频率大幅提升。而本篇文章的主角，第12代酷睿AlderLake-S采用性能核GoldenCove则是WillowCove的下一代升级版。
前文提到过，AlderLake采用的P-Core性能核代号为GoldenCove，但不同于WillowCove对SunnyCove微调缓存式的小幅升级，GoldenCove是称得上Tock级别升级的全新微架构，整体的变化非常大，官方宣传称GoldenCove的设计目标旨在提高速度，突破低时延和单线程应用程序性能的限制，以及更好地支持代码体积较大的应用程序。
为了进一步提高IPC，GoldenCove的设计宗旨是更宽、更深、更智能。微架构的前端解码器由4个增至6个，6µop缓存增至8µop。
wideallocation分配由5路增至6路，执行端口由10个增至12个。具体到整数执行引擎部分，GoldenCove增加了第五个整数执行端口。
矢量浮点执行部分，虽然没有增加端口，但额外添加了新的FADD加法计算单元。
考虑到CypressCove对比Skylake已经有了超过两成的IPC提升，而GoldenCove在CypressCove的基础上又提升了19％的IPC，可以称得上百尺竿头更进一步！当然对于测试处理器微架构的IPC及提升幅度，变量其实不小，采用不同的测试平台（主板BIOS版本、内存频率和时序、缓存频率、操作系统），测试不同的应用项目，都会对测试结果产生显著的影响。
比较遗憾的是，由于时间紧张，本次同频测试没有加入游戏性能的同频率对比；关注AlderLake-S游戏表现的玩家，可以关注PConline的综合性首发评测。
通过BIOS将酷睿i9-12900K的所有E-Core能效核关闭，只保留8个性能核，最终规格为8核心16线K则关闭两个核心，也是保留8核心16线程。为了避免睿频调度的影响，三款处理器均锁频为全核心4.5GHz，Ring也就是缓存频率也锁定为4.3GHz。
ROGMAXIMUSZ690EXTREME的BIOS界面和前几代产品基本相同，功能也是非常丰富的。测试前将XMP打开，内存频率为5200CL40-40-40-80，比JEDEC标准要略高一点；由于金士顿FURY16G×2DDR5-5200CL40是首批DDR5内存，因此它的频率并不是特别高，时序也不是很好看，希望明年DDR5逐步走向成熟后，出现频率更高时序更低的产品。
另外在额外提一下，在ROGMAXIMUSZ690EXTREME主板的现有0702版BIOS中，当关闭所有E-Core能效核后，8个P-Core性能核是可以手动打开AVX-512的。就是不知道后续的版本BIOS会对AVX-512做出怎样的处理，有可能会直接屏蔽掉？而到了明年，像酷睿i5-12400这样的纯性能核产品正式发布后，又该如何处理AVX-512呢？我们将持续关注......
纯性能模式下CPU-Z软件所识别的参数，分别是关闭AVX-512与开启AVX-512。
先来看一下常见的Cinebench，作为基于Cinema4D开发的测试软件，Cinebench阴恻测试简单直观而广泛流行，目前已经跟随Cinema4D一起更新至R23版本。此前Cinebench是英特尔处理器的弱势项目，不但核心数量要比对位的AMD竞品少很多，并且同频性能也不占优势。
而到了第12代酷睿AlderLake-S，针对Cinebench的同频性能有了很大的提升，实测在R20及R23版本中，GoldenCove对比第11代酷睿RocketLake-S的CypressCove单线％的提升，多线％，比官方宣布的IPC提升平均值19％还要高出几个百分点；而如果对比Skylake微架构，GoldenCove在R20和R23这两项做到了单线％，多线％，这个幅度非常恐怖！
CPU-Z同样是流行的基准测试软件，包含不同的项目以分别调用处理器的不同指令集运行，测试时采用1.97版本。GoldenCove对比CypressCove的同频性能提升也超过20％，高于CypressCove对Skylake的提升幅度。
V-Ray是由专业的渲染器开发公司CHAOSGROUP开发的渲染软件，是业界最受欢迎的渲染引擎。本次测试的是V-Ray4和V-Ray5两个版本的独立benchmark，显示GoldenCove对比CypressCove的同频性能提升都超过了22％。
Blender是一款开源的跨平台全能三维动画制作软件，提供从建模、动画、材质、渲染、到音频处理、视频剪辑等一系列动画短片制作解决方案，目前最新版本为2.93.5，导入Classroom素材进行渲染，记录消耗时常。这项GoldenCove对比CypressCove同频提升也超过了20％。
KeyShot意为“TheKeytoAmazingShots”，是一个互动性的光线追踪与全域光渲染程序，无需复杂的设定即可产生相片般线D渲染影像。目前也推出了独立的测试工具KeyShotViewerBenchmark，这项GoldenCove对比CypressCove同频提升同样超过了20％。
CoronaRender渲染器是业界后起之秀，在渲染质量和速度上其实非常优秀，目前提供了Corona1.3Benchmark基准测试程序。GoldenCove在这项测试中表现一般，同频对比CypressCove提升只有11％左右。
CPUProfile是3DMark新版推出的处理器性能测试项目，可测试处理器不同线程负载下的性能表现。此前CypressCove对比Skylake在CPUProfile场景中表现出色，不过GoldenCove在却在此项目中提升较为有限。
PCMark10含有一整套全面的测试项,涵盖现代办公场所中的各种任务，是被广泛认可的计算机综合性能测试软件，除了处理器以外，内存、显卡、固态硬盘性能也会影响分数。运行PCMark应用程序测试项目（Office＋Edge），GoldenCove对比CypressCove同频提升超过17％。
ULProcyon是为专业用户打造的基准测试组件，目前推出了办公室生产力基准测试项目，使用微软Office应用程序来衡量电脑的办公生产力工作性能。该基准测试的特点是使用微软Word、Excel、PowerPoint和Outlook模拟真实的任务。GoldenCove对比CypressCove在此项目中同频提升超过18％。
Crossmark是BAPCo组织开发的基准测试软件，覆盖创造力、生产力和响应速度三大维度，对处理器的单线程性能有很高要求。此项测试中GoldenCove对CypressCove的同频提升达到15％。
y-cruncher是一款计算圆周率的软件，能够较好的利用AVX-512指令集及其拓展，同时也对内存的带宽提出很高要求。得益于DDR5内存更高的带宽，即便不开启AVX-512，只是用AVX2的执行文件，GoldenCove的多线程计算效率也会更强。当然，如果BIOS里选择开启AVX-512，提升还会更加显著。
如果跨度更大一些，与当前英特尔桌面平台处理器中存量最高的Skylake微架构去对比，GoldenCove在以上这些常用基准测试中可以获得30-50％的同频性能提升。因此对于使用第8代-第10代酷睿的用户来说，即便完全不考虑能效核Gracemont，只看性能核GoldenCove的IPC表现，第12代酷睿处理器AlderLake-S的升级幅度依旧是巨大的。
在2021年，历经磨难的10nm工艺制程在良率和产能方面逐渐走上正规，同时频率也能做到了5.0GHz以上，不再是拖后腿的存在，能够在各个产品线nm的全面取代。而微架构方面经过了Skylake到CypressCove再到GoldenCove的两次进化，IPC效率提升显著，彻底摆脱了“高频低能”的尴尬境况。再结合Gracemont能效核带来的多线代酷睿处理器桌面版AlderLake-S可以称得上一次全面的换代升级。
在帕特·基辛格回归后，英特尔提出了非常激进的路线图规划，我们也期待英特尔能够加快产品开发进度，让未来新品的微架构设计和工艺制程都获得持续更新，不要让2015-2020年期间祖传14nmSkylake的历史再一次上演......
英特尔发布第12代酷睿HX处理器：不断超越，助力2022移动PC再攀性能高峰！
