一文读懂Intel第12代 Alder Lake 处理器，真正的改朝换代不再挤牙膏。

等到花儿都快谢了的Intel第12代处理器终于来了，不得不说，这一代处理器在许多方面都相当具有历史意义，毕竟这可是Intel睽违7年后的再一次制程升级，从一用再用的14nm+++…换成了Intel 7(原本的10nm)制程，同时还在处理器中导入了大核心+小核心的双重架构设计，以及首个支持DDR5、PCIe 5.0通道等新一代通道功能的处理器系列，真的是把各种压箱底都拿了出来。

全新的大核心+小核设计

第12代处理器与之前最大的不同就是使用了大核+小核的双核心架构设计，两种核心均采用Intel 7制程，其中大核心主要负责繁琐的运算工作，官方将其命名为性能核心，简称“P-Core”；小核心以负责较轻度的运算内容，主打更高的指令吞吐效率，故称它为效率核心“E-Core”。

需要注意的是，这一次Alder Lake不光会推出桌面CPU，之后的低功耗移动版也都将采用Alder Lake处理器，不再像过去一样使用不同架构的产品，只是应对不同等级定位的产品，大、小核心的配置上会略有不同，例如桌面平台的P-Core最大数量可达到8颗，而笔记本平台的最高就只剩下6颗。

掌管复杂运算的大核心，P-Core

Alder Lake处理器的P-Core，采用代号为Golden Cove的核心设计架构，其目的在创作运算上更低的延迟、更高的频率，为极限的性能而生，是高性能运算的主力担当，也因此P-Core整体的芯片面积会比E-Core大上不少，并能够支持多线程、AVX512指令集等功能。

只是高性能的代价就是所需功耗和带来的发热量也就跟着大幅提高，这也是为何不同等级的处理器产品所配置的P-Core数量会有所不同，其中桌面平台的P-Core数量达到8核心/16线程、笔记本为6核心/12线程、移动端则只剩下2核心/4线程。

在细部设计上，P-Core因为有着更大的芯片面积，配上精度更高Intel 7制程，让核心内各项的处理单位数量都被加大、加深，比如4K指令缓冲区(4K iTLB)从128提升为256、目标缓存的分支从5,000个暴增到12,000个，其他比如负责指令解码的Decode核心从4个增加到6个、L2缓存缓冲提升到2MB等，简单来说，就好比一个公司部门有更多的人和力可以协助工作。

指令分派的Out Of Order Engine加宽到6组分派通道、12组执行接口，容量更大的512-entry Reorder-Buffer和Scheduler调度缓冲空间能够允许更多指令处在rename / allocation阶段。

P-Core拥有5组ALU整数逻辑单元。

核心加入了FADD单元提供有效率、延迟更低的运算；FMA单元能够支持FP16文件格式和AVX-512指令集。

一级缓存通道从2组变为3组，容量也有所增加。

二级缓存的容量大幅加大，高达2MB。

除此之外，考虑到深度学习、深度运算等功能已经从研究开发逐渐进入日常生活应用，比如Adobe Photoshop加入智能运算功能进行物体选取、去背，甚至是分辨率提升等，为此P-Core还加入全新的Advanced Matrix Extensions(AMX)技术，其功能主要用以应对电脑的深度学习功能所打造，通过内置AI加速器的形式，提升矩阵乘法运算速度，理论上能够让我们在使用到有牵涉到深度学习运算的应用时，能够更快的完成运算，减少我们在屏幕前枯燥的等待时间。

AMX技术能够加速深度运算学习，强法矩阵乘法运算速度。

P-Core的整体IPC性能将比上一代Rocket Lake高出19%。

既省电也要兼容性能的小核心，E-Core

E-Core采用代号为Grace mount，本身主要负责轻度运算，让电脑能够用更少的功耗去负责一些日常比如待机、逛网页等琐碎的轻度工作，因此核心本身不具备多线程功能，也无法支持高难度的AVX-512指令集，同时不论是桌面电脑还是低功耗笔记本的处理器，E-Core的核心数量都是8核显/8线程。

E-Core核心的分区规划。

E-Core在设计的首要目标是尽可能接收和消化更多的操作指令，好让P-Core能够专注于完成难度较高的内容，因此E-Core虽然核心面积较小，缓存的容量却很大，例如单颗核心的二级缓存的容量就达到了4 MB，比P-Core大核心高出一倍！

Intel把E-Core前端区域的指令缓存加大到64KB，并让目标缓存的分支数量达到5,000个，配合指令预测功能，提高指令的准确度。

Core-E拥有2组3通道指令解码区块，让核心可以一次处理6道指令。

E-Core有5条分派通道、8条引退通道、256个条目乱序视窗、8条执行接口。

E-Core各项处理单元的配置。

此外为了防止软件分配错误的工作比重，造成小核出事、大核围观的局面，小核心导入Intel Resource Director技术，能够让不同程序去直接管理核心的调用，达到公平分配工作量的效果。

E-Core个别配置了2组Load AGU和Store AGU，搭配大容量的4MB 二级缓存，提供更好的处理效率，还可以利用Intel Resource Director技术让软件直接管理线程，达到更公平的资源分配。

以性能来说，E-Core对比2015年的Skylake架构处理器在1核心/1线程的模式下，在同功耗下有着40%的性能提升，反之在相同性能的前提下则能省电40%。而在相同线程数量的比较模式下，4核心4线程的E-Core则不论是性能还是省电上都比2核心/4线程的Skylake好上80%，也就是4颗E-Core加起来不仅比两颗Skylake省电，性能还更强。

在都是1核心/1线程的情况下，E-Core比Skylake要有40%的性能/省电的效率。

假如将标准改为都是4线程的情况下，E-Core即使是4核心/4线程，在省电和性能更是完胜2核心/4线程的Skylake处理器80%之多。

Alder Lake大核+小核齐作工

看完了大核心P-Core和小核心E-Core后，接着就要让这两种核心组装在一起，才变成一整颗的Alder Lake处理器了。这一次Intel整颗处理器加入了过去自己都瞧不起上“Fabric”线路桥接技术(俗称胶水拼接)，利用各种内部线路来连接处理器的不同核心其区块，例如串联P-Core和E-Core的就有着1000 GB/s频宽的“Compute Fabric”，还有204 GB/s频宽的Memory Fabric来连接内存控制区块、64 GB/s的I/O Fabric则负责各项扩展设备的资料传输等。

处理器的内部使用有着1000 GB/s频宽的“Compute Fabric”来连接P-Core和E-Core。

通过这样的设计，除了能够在保证区块间的资料传输效率外，也因为每个区块可以分开生产后再进行合并，实现了模组化的功能，整体生产难度可以降低，也能够轻松的修改不同等级之间的处理器规格配置，缺点就是这些线路会占用更多的处理器空间，使处理器的尺寸加大，这也就是为什么Alder Lake处理器从之前的正方形变成了长方形，也使得这一代处理器不光换脚位，还要连同散热器的扣具都一起更换。

如果不使用相符的安装工具，散热器的贴合就会像图中右边的两组范例一样，出现不均匀的情况。

然而搞定大核+小核心的连接只是第一步，精准的控制每颗核心之间的资源调度才是让处理器发挥完整的关键，于是Intel与微软合作(反正和Apple之间已经…)，在Windows 11平台加入了名为“Thread Director Technology”的核心调度功能。

Intel为Alder Lake处理器的核心资源调度加入了“Thread Director Technology”功能。

这项技术除了能够判断程序的负载需求来决定工作应该由P-Core还是E-Core来执行外，还能动态调整每个任务所使用的核心种类，Alder Lake会自动检测任务的复杂程度，当有更耗资源的线程进入时，就会即刻重新评估各个程序在每个指令步骤下所需的性能，将不需高性能的命令从P-Core转移到E-Core中的，以此来尽可能的让P-Core去负责绝大多数的高强度运算，发挥大+小核的完整执行效率。

高负载的程序会被派遣到高性能的P-Core中。

一般待机、基础低负载的任务则是来到省电的E-Core中。

如果在P-Core核心满载的状态下，又有更复杂的命令来到时，Alder Lake会通知系统准备进行资源调配。

处理器开始分析，将不需要P-Core高性能核心责的任务转移到E-Core中，让P-Core的资源能够腾出给更复杂的任务。

每个核心的资源分配都能不断的互相调度，达到更具效率的运算处理。

最后在新增的功能方面，Alder Lake将重点放在上一代被侮辱的连接能力上，能够原生支持DDR5-4800和LPDDR5-5200，成为首个能够支持DDR5内存的处理器系列。

与此同时，CPU本身更能够支持频宽比PCIe 4.0高出一倍的PCIe 5.0通道，而且一口气就能支持16条，换算下来的频宽约是64 GB/s！然而毕竟目前几乎没有任何PCIe 5.0的设备可以使用，所以PCIe 5.0本身能够向下兼容历代的PCIe版本通道，且CPU本身也还是备有4条PCIe 4.0通道用来安装M.2 SSD。

先不要急着吐槽4条PCIe 4.0通道的实用性未免也太低，别忘了处理器还会在搭配一颗南桥芯片组，与之对应的Z690芯片组在连接能力同样有获得大幅度提升，可以支持最高16组的PCIe 3.0通道和12组的PCIe 4.0通道，考虑到CPU的PCIe 5.0通道在主板上可能都优先提供给了显卡，所以Z690芯片组的12条PCIe 4.0通道将有很大的机率将会通通提供给M.2插槽，加上CPU的4组，整个主板最高将可以安装高达4颗的PCIe 4.0 M.2 SSD！这下Intel玩家终于不必再抱怨M.2插槽的通道速度不够了！

Alder Lake能够支持PCIe 5.0x16，64GB/s的通道频宽是PCIe 4.0的两倍，另外PCIe 3.0和多数的PCIe 4.0通道则是移到的南侨芯片上。

第12代处理器Alder Lake 本体抢先看

最后，让我们来看看这颗等待已久的Intel第12代Alder Lake处理器吧！整体来说，新的处理器对比上一代处理器，长度变得更长，厚度也增加了一点点，此外也可以发现处理器也依然保有防呆凹槽的设计，只是位置从原本位在处理器左右两侧的防呆凹槽移到上下两边。

小杨这次拿到的是12代处理器中最高端的Core i9-12900K。

处理器制程、外型全都换新，处理器的脚位改为LGA 1700。

让12代处理器与上一代产品比较，外型之间的差异变得更为明显了。

厚度上12代处理器也稍微增加了一些。

两代处理器的背面，可以看到12代处理器的防呆凹槽数量从2个变为4个，位置也从左右两边变成上下两边。

11月4日见证新一代的性能威力

第12代Alder Lake处理器对于Intel而言可以说是一款意义重大的产品，不光是因为他是第一款用上Intel 7制程的桌面处理器，同时也与AMD和Apple相对抗的重任，能否挽回这段日子流失的市场占有率从谷底翻身，可就全部得看处理器在性能方面的表现了。只是很可惜，因为官方的要求，本次只能向大家介绍第12代处理器的基本规格以及外型，真正的性能实测解禁需要等到11月4号才能够向大家分享，所以只好请各位再忍耐一下，千万记得持续关注“组装电脑网”，才能在第一时间见到12代处理器的相关产品与实测报道！