Alder Lake将采用性能核+能效核的混合构架

其实2020年的构架日，英特尔便提及了AlderLake将采用混合构架的信息，不过当时并没有展开具体内容。时隔一年，英特尔将Alder Lake除了需要在10月发布会上公布的具体参数外的所有构架信息公之于众。

按此前公布的产品路线图，Alder Lake采用了Intel 7的优化设计，按英特尔自己的说法，这是至Skylake以来，英特尔十多年来为x86架构带来的最大进展之一。其中最核心的技术便是“性能混合架构”，将处理器核心分为性能核（P-Core）和能效核（E-Core），分别为8核16线程和8核8线程构架。

比起以往英特尔采用过的Atom Mont核，新的能效核微架构能够在低电压下运行，以降低功耗，同时为在更高频率下工作创造内部功率空间。如果与Skylake相比，单个能效核比单个个Skylake内核性能提升40%，功耗反而降低40%。Skylake 内核要达到同样的性能，功 耗会增加 2.5 倍。

Alder Lake的性能核同样被称为“迄今为止性能最高的CPU内核”，比起11代酷睿的CypressCove，在通用性能的ISO频率下，针对大范围的工作负载实现了平均约19%的改进。在我看来，这样的表述主要还是为了表明在单线程情况下处理器的最大负荷能力，当然具体的数值需要留待10月发布会时才会获知。

英特尔进一步表明，混合架构与ARM的大小核的设计不同，比如性能核和能效核与传统意义上的Cove和Mont并不相同，两者间是基于构架的结合，也就是性能混合的组合，由此可以组成一个更宽、更深、更智能的架构，它的执行并性行，时延和通用性能等参数上都超越以往的处理器平台，更适于大数据集和大型代码体积的应用程序。另外，性能核和能效核之间可以分别采用更大跨度的产品，理論上可以将高性能的台式机处理器和定位超轻薄的处理器以混合架构的形式进行组合。

当然，有人会说，采用混合构架提升CPU平台的功耗控制，对于台式机平台有什么作用呢？其实新构架能够带给CPU更合理的内部结构，要知道一个能效核在DIE上仅占性能核的1/4，却能有效增加多线程的执行能力;而性能核则为追求更高的单线程高性能、低时延，并提供AI加速能力，这样的构架比以往更加合理。

此次英特尔并未公布性能核和能效核是否在同一电压和频率之下，不过按现有的资料来看，AlderLake很有可能采用同步多核的技术。目前ARM构架的大小核很多都采用了异步多核架构，虽然异步多核能够实现小核心更极端的低频率、低功耗的运行，但异步频率架构会产生性能损失，核间通信延迟高。

更为高效的线程级资源调用—Intel Thread Director

英特尔混合构架与其他大小核构架的区别，我认为最重要的还包含这个英特尔硬件线程调度器（Intel ThreadDirector），它集成在CPU的硬件控制器（微控制器）内，主要能够让能效核和性能核实现智能协同运行。

与A RM构架大小核的资源调用不同，它首先是提供线程级的调用—“Thread Director”，并不参与到，具体任务的调用过程，而是将其与Windows 11的任务调度器对接，不需要软件开发人员改写需求。而ARM构架大小核是按任务来调用核心资源，比如会将短信、时钟、计算器等计算压力不大的任务分配给省电的小核;而将游戏、视频等任务分配给大核，虽然很多AMR构架会开放API供各个OEM厂商改写资源调用规则，但无论如何，软件工程师都不可能完全预估用户所有的应用场景，所以有可能出现“一核累死、多核围观”的情况。

其次，英特尔硬件线程调度器的智能协同运行按官方的原话是这样描述的：“更精细地监控指令组合、每内核当前状态以及相关的微架构遥测，从而更智能地协助操作系统对任务进行调度优化。它使用真实世界的硬件遥测来引导操作系统到正确的工作负载，这可以在正确的时间被引导到正确的核心。线程控制器是完全动态的、自适应的、自主的，而不是静态的、确定性的、软件的方法。