技術文章 | Granite River Labs | 台灣

Intel® 13代處理器 – 進擊的迅猛龍Raptor Lake 介紹 與 Thunderbolt™ 測試更新

作者:GRL Team | Jun 15, 2023 5:52:10 AM

Granite River Labs, GRL
楊宗霖 Robert Yang
        

 

Intel CPU概述

繼Intel在2022年九月發表的Raptor Lake -S 桌上型CPU後,筆電型的Raptor Lake 也於2023 一月的CES 電子展上亮相,自2006年Intel 推出 “Intel Core”(酷睿) CPU家族開始,大約每年皆有新一代產品推出,如今已來到了第13代,究竟這次會為使用者帶來什麼新體驗呢?

Intel 第13代 CPU – Raptor Lake

本次Raptor Lake普遍被認為是Alder Lake的小幅升級版,去年推出的第12代Alder Lake 是Intel 首次採用 “Intel 7製程” 及 “x86混和架構” 兩大新設計,而本次的Raptor Lake 則延續Alder Lake的設計架構,再透過增加核心數(以E-Core為主)、加大L2的快取記憶體、提高時脈,來帶給使用者更好的處理器效能,以旗艦產品來說,最高可達到 8個P-Core 加 16個E-Core,共有24核心。

X86混和架構由下列兩種核心組成,CPU會視不同的使用者情境啟用不同的核心,以達高效、低耗的效果。

P-Core : 採Golden Cove架構,適用於高效能、遊戲情境 

E-Core : 採Gracemont 架構,適用於低功耗、多工情境

第13代 Raptor Lake的主要特點

從Intel 釋出的資訊來看,Raptor Lake 將可以帶來兩位數的效能提升(對比於上一代Alder Lake)、且支援更多的核心數、更高的超頻效果,值得一提的是,CPU的腳位與上一代Alder Lake相同,這代表廠商、消費者將可以採用上一代的主機板架構,無痛升級。

 

各種Raptor Lake 產品系列的特點

RPL – S 系列

Raptor Lake – S 專為桌上型電腦(Desktop)設計,已於2022年末上市,以旗艦產品 i9- 13900K 來說,搭載了24核心(8個E核、16個P核)、32執行續,最大時脈可達5.8GHz,且P-Core的L2 快取提高至2MB、E-Core的L2快取提高至4MB,根據Intel資料,i9-13900K相較於上一代的i9-12900K,將可帶來在單執行緒- 15%,多執行緒- 41% 的效能提升。

RPL – P 家族 (U/P/H)

Raptor Lake - P 家族專為筆電機種(Laptop) 設計,也是市場上最多筆電產品採用的家族,其中又依功耗不同有以下三種系列

  • RPL – U (15 W) : 強調功耗低,主要用在極輕薄的機種,適合給喜歡高續航力,又需要頻繁攜帶電腦的使用者。
  • RPL – P (28W) : 較為均衡的設計,一樣適用於輕薄機種,但功耗略高,其效能已足夠應付大部分的商務需求。
  • RPL – H (45W) : 高功耗、高效能,通常會搭配獨立顯卡,作為電競筆電使用。

RPL – HX系列 

HX系列最早從Alder Lake 開始推出,是Intel 專為筆電機種設計的頂級CPU,此系列可讓使用者對CPU進行超頻,能在筆電上跑出媲美桌機般的效能,而本次的Raptor Lake -HX 將為市場上帶來首個搭載24核心,最高時脈高達5.6GHz的筆電用CPU,與頂規的桌機CPU效能相當,堪稱是地表最強的筆電遊戲平台。

為移動平台設計的 RPL CPU 家族

第13代 Intel 核心處理器概述

N 系列CPU

在本次CES中,與Raptor Lake一同亮相的,還有N系列CPU,本系列專攻輕省筆電與小電腦,適合給學校或預算較低的使用者,此系列只會搭載4或8組的E-Core,沒有P–Core,但仍可支援到DDR5、LPDDR5等記憶體的規格,且支援Type-C Sub System (可同時資料傳輸,與影音傳輸的Type-C埠),可說是麻雀雖小,五臟俱全。

N系列特徵概述的方框圖

Raptor Lake 平台在Thunderbolt 的認證測試更新

自第十一代CPU Tiger Lake 問世後,Intel 開始將Thunderbolt (TBT)功能內建在CPU中,自此Thunderbolt 介面幾乎已成Intel 平台的標準配備,這個高達40Gbps傳輸速度的強大傳輸介面,在最新的13代CPU 又會有什麼不同呢?

以筆電系列產品來說,RPL CPU雖內建支援TBT4的功能,但產品若要支援TBT,則需要另外在連接器附近,增添一Retimer之晶片,Re-timer為訊號的中繼器,常用於高速訊號的傳輸路徑,可以放在主板或線材上,針對高速訊號做還原與放大,以彌補訊號在傳輸過程的衰減。

其中,在RPL平台上,廠商又有兩種Re-timer 晶片可供選擇,分別為新推出的 Hayden Bridge (HBR) 與舊有的 Burnside Bridge (BBR),兩者的差異如下:

Re-timer HBR和BBR差異表

從上表可以看到,Hayden Bridge 在USB3 與 DisplayPort 的支援上皆有升級,這也代表在進行TBT 認證時,必須在測試中,加入DP2.1 與 USB3.2 Gen2 x 2 的電性測試(EV),與相容性(FV)測試,惟因目前尚未有DP2.1的螢幕產品問世,暫時可省略DP2.1的相容性測試。

以下來看看本次Raptor Lake平台在Thunderbolt埠上新支援的功能:

USB3.2 Gen2x2 (20G) : 為USB3 家族的新一代技術,新採用了雙通道的傳輸技術,來讓傳輸頻寬較前一代的USB3.2 Gen2x1 (10Gbps) 提高了一倍,目前已有數家廠商有推出此種規格的硬碟裝置。

DisplayPort 2.1 : 為顯示介面DisplayPort (DP) 最新一代的規格,對比於前一代的DP1.4 with 8.1Gbps x 4通道,DP2.1 將可提供最高20Gbps x 4 通道(總頻寬為80Gbps)的傳輸速度,預計可支援最高16K的解析度,將可以帶來比市面上現有8K螢幕高出4倍的高清畫質。另外,DisplayPort 2.1 在RPL 平台上將會支援兩種速度,10Gbps x 4Lane 以及20Gbps x 4Lane, 在測試EV 與FV 時,兩種速度都會被涵蓋。目前DP2.1在電腦端(Display Source) 已準備就緒,就等著螢幕端(Display Sink)的產品問世。

INTEL Core CPU 的過去與未來

自2021 Alder Lake和Raptor Lake的發展與未來預測

  • NVL – Nova Lake (Gen 17) 2026
  • LNL – Lunar Lake (Gen 16) 2025
  • ARL – Arrow Lake (Gen 15) 2024
  • MTL – Meteor Lake (Gen 14) 2023
  • RPL – Raptor Lake (Gen 13) 2022
  • ADL – Alder Lake (Gen 12) 2021
  • TGL – Tiger Lake (Gen 11) 2020

目前Intel Core 系列CPU已來到第13代,預計2023年底將有採用下一代Intel 4製程的Meteor Lake 問世,新製程、新架構,將帶來怎樣的火花,令人期待

作者:

GRL台灣 技術主管 楊宗霖Robert Yang

具六年產業經驗,熟悉DisplayPort、Thunderbolt、HDMI、USB 等多種測試及認證規範,善與客戶溝通,制定出客製化測試方案,目前負責GRL台灣之相容性測試部門 與Thunderbolt認證部門。

參考資料

https://www.intel.com.tw/content/www/tw/zh/gaming/resources/gaming-processor-names.html

https://today.line.me/tw/v2/article/aGr86Qo

https://www.pcworld.com/article/615644/intels-cpu-roadmap-now-extends-to-2024s-lunar-lake.html