自从2021年10月英特尔陆续上市了自家酷睿系列的12代产品,其中就有12600KF,最近这颗CPU的性价比不断提高,是消费者的热门选择,受Intel邀请,今天来深度聊聊12600KF.
1.总览
英特尔12600KF采用 Alder Lake架构,内核数为6个性能核(Performance Core)加上4个能效核(Efficient-core),其中,性能核(P-core)支持超线程,能效核(E-core)不支持超线程,所以12600KF一共有10核16线程,并为其配备了20MB的L3英特尔智能缓存和9.5MB的L2缓存.
12600KF采用了更先进Intel 7工艺制造,其晶体管密度与TSMC的7nm相当,更先进的制造工艺也使12代CPU在同性能下功耗相比上代有所降低,在英特尔的第二代睿频加速技术的加持下,12600KF的性能核可达4.9GHz.
12代开始,英特尔加入了对DDR5内存的支持,因此12600KF同时支持DDR4和DDR5内存,消费者可以根据自身的需求选择合适的内存.
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2.性能核(Performance Core)
12600KF的性能核基本频率为3.7GHz,搭配英特尔的睿频加速技术2.0,其最大睿频频率可达4.9GHz.
英特尔酷睿12代的性能核采用了全新的Golden cove微架构,与11代的cypress cove相比,带来了19%的综合IPC提升.
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Golden cove微架构图
在12600KF中,Intel为每个Golden cove架构的Performance Core配备了48KB,12路的L1 Data Cache和32KB,8路的L1 Instruction Cache,除此之外每个Performance Core还有单独的1.25MB的MLC L2Cache,与sunny cove相比,Golden cove主要提升了L2和L3的容量,提升缓存主要还是因为Golden cove相较于Sunny cove 更宽更深,更大缓存可以减少了CPU的等待时间,提升CPU的效率。
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Sunny cove微架构图
前端:首先,Golden cove的ITLB部分页表数目也实现了翻倍(ITLB是指指令快页表,TLB存放了虚拟地址到物理地址的转换页表,这种设计可以提高CPU查找页表的速度,加快虚拟地址到物理地址的转换速度),其次Golden cove的decoder部分一次读取指令的长度相较于Sunny cove翻倍,达到了32B,在解码部分,Golden cove也从Sunny cove的4个decoder增加到了6个decoder,增加了解码单元数量,同时每个周期输出的指令数量从5uops增加到了6uops.
Uop缓存输出的指令数量也从sunny cove的4uops翻倍到了8uops.
分支预测:Golden cove的分支预测失误惩罚有所增加,为了抵消这一点,Intel增加了这一代的分支预测的准确性,比如Golden cove分支预测器中的L2BTB(分支目标缓冲区)增加到了12Eentries,与上代相比增加了2倍多.
在指令队列上Golden cove的可用深度也从70条增加到144条(单线程),而对于双线程,每个线程从70条略微增加到72条.
ROB(重新排序缓冲区),Golden cove相比Sunny cove 的352条指令提升到了512条,提升了乱序执行的效率.
在后端,Golden cove的执行端口较sunny cove 增加了2个,共有12个.
除此之外,后端的L1DTLB也增加到了96 Entries.
3.能效核(Efficient-core)
从Alder lake开始,英特尔在酷睿系列中引入了大小核的架构,这是环形总线与多核性能的妥协产物,同时4个小核的性能也比1个大核更强,这里的小核并不小,其IPC可以比肩Skylake(准确一点可以说是大核加超大核),12600KF,共有4个小核,基本频率为2.8GHz,最大睿频为3.6GHz.每个小核都有32KB的L1数据缓存和64KB的L1指令缓存,4个小核共享2MB的L2缓存.小核采用Gracemont架构,是Tremont改进过来的.
Gracemont微架构图
Sky Lake微架构
在前端,Gracemont 采用了双解码器簇的设计,每个解码器簇各有三个简单 x86 指令解码器。同时,Gracemont的重排序缓存可以容纳256条目,比sky lake的224条还要多,在后端执行端口上,Gracemont拥有17个执行端口(12个整数+5个浮点)。
4.总结
12600KF的Aleder Lake 架构在采用了Golden cove+Gracemont的同时也引入了Intel Thread Director来方便大小核之间的调度,提升CPU的工作效率,大小核的异构设计在保证了单核性能的情况下兼顾了多核性能,同时DDR4和DDR5的同时支持也为消费者提供了更多选择,目前12600KF仍是千元级的性价比神U。