酷睿i711700K移动端与桌面端CPU同功耗对比

　　＂14nm＂，一个令DIY玩家五味杂陈的名词，伴随着英特尔下一代的桌面端的Alder Lake-S处理器即将到来，14nm制程终于被扫进英特尔的历史垃圾堆里面，目前的英特尔最新桌面端处理器Rocket Lake-S家族将是其14nm的＂末代皇帝＂。作为一个从2014年就推出产品的一代制程工艺，能坚持这么多年仍然还在服役本身也是一个传奇，看着它即将离我们而去，我们也更想从它身上多挖出来一点东西，也算做是为其送行之举。
　　英特尔的消费级移动端产品早已采用10nm制程工艺，目前最新的11代移动端酷睿Tiger Lake-H处理器更是采用10nm SuperFin工艺打造，于是在这个英特尔桌面端用上10nm之前的时间点，我们想看看，不同制程工艺下的桌面端Rocket Lake-S与移动端Tiger Lake-H，在同功耗下的性能到底是个什么差别。
　　具体对比的处理器是酷睿i7-11800H与酷睿i7-11700K，酷睿i7-11800H所用的平台是七彩虹将星X15 AT游戏本，酷睿i7-11700K的平台则是如下所示：
　　由于本次要测试的是＂在同功耗下的性能到底是个什么差别＂，所以很重要的一点是要在酷睿i7-11700K平台上进主板BIOS将CPU的PL1和PL2功耗设置为与酷睿i7-11800H平台一样的数值。
　　酷睿i7-11800H平台用的是七彩虹将星X15 AT游戏本自带的控制中心Control Center 3.0中的性能模式，在该模式下，通过HWiNFO可以看到这颗酷睿i7-11800H的PL2为109W、PL1为65W，PL1状态的响应时间是56秒，即从PL2开始过56秒后开始生效PL1状态，等效可以理解为PL2的持续时间是56秒。
　　参测的i7-11800H实际功耗曲线
　　当然，具体还是要以实测为准，于是我们通过循环运行Cinebench Release 20全核渲染来模拟酷睿i7-11800H在实际应用环境中的高负载情况，并且用HWiNFO来监测和记录系统信息，得到酷睿i7-11800H的功耗曲线如下：
　　通过曲线可以看到酷睿i7-11800H通过软件检测的峰值功耗到过104W，与PL2的109W基本相符，之后也确实稳定在65W左右，与65W的PL1功耗相符。酷睿i7-11800H从PL2功耗到PL1功耗的过程是缓慢下降的，在71秒的时刻有一个波谷，这是因为循环运行的Cinebench Release 20刚好到这里第一次渲染完毕，之后启动第二次的渲染可以看到功耗又回到PL2的状态下，直到进入PL1状态。
　　之后的每次功耗明显波动都是因为Cinebench Release 20刚好前一次渲染完毕功耗出现波谷，接下来重新启动渲染于是功耗出现一个峰值。如果一直在渲染状态下的话，后面的功耗曲线将一直在PL1状态的65W上下小幅度波动。 寻找参测i7-11800H稳定的PL2的持续时间
　　在验证了七彩虹将星X15 AT上的这颗酷睿i7-11800H的＂PL2为109W、PL1为65W＂基本与事实相符之后，接下来要验证的就是PL2的持续时间，以及如何稳定的让PL2的持续时间能稳定重现。
　　英特尔处理器的PL2、PL1功耗调度之间内部有一个复杂的机制，简单的呈现就是：如果一直全核心高负荷运行，则将一直保持在PL1状态运行，而如果中间给CPU一段喘息的时间，则它将依据情况重回PL2状态一定时间。如果这个喘息的时间极短，那么就像上图一样可以看到，重回PL2的时间也是瞬时的，然后马上就进入到PL1状态。
　　而多给些喘息时间，则重回PL2后的持续时间也会延长，但是最长也不会超过设定的PL2的持续时间，不过软件读出的PL2的持续时间并不一定与事实相符，所以还是得实际测试。
　　测试方法是先运行Cinebench Release 20让酷睿i7-11800H从PL2进入到PL1状态，之后停止程序让平台待机，记录待机时间，待机一定时间后重启Cinebench Release 20测试，用HWiNFO来监测和记录系统信息，得到不同待机时长后的酷睿i7-11800H满载功耗曲线。
　　通过功耗曲线可以看到，待机30秒的话，PL2持续时间约为38s，待机1分钟的话，PL2持续时间约为63s，待机2分钟的话，PL2持续时间约为69s，待机4分钟的话，PL2持续时间约为71s，待机8分钟的话，PL2持续时间约为69s，故认为酷睿i7-11800H的PL2持续时长为69s，待机时间至少需要2分钟。之后的性能测试每一项测试前都打开软件然后静止两分钟之后再点击开始按钮开始测试。 i7-11700K实际的PL2的持续时间
　　接下来同理我们也要将桌面平台的酷睿i7-11700K也尽量控制在＂PL2为109W、PL1为65W、PL2持续时长为69s＂这种状态下测试。首先我们将桌面平台的酷睿i7-11700K也在主板BIOS中将PL2设定为109W、PL1设定为65W，PL1状态的响应时间设置为56秒（即PL2的持续时间）。
　　不过这样的设置下发现酷睿i7-11700K的实际PL2的持续时间还要明显小于56秒，即使待机很久时间也是这样，距离我们要求的实际PL2持续时长为69s的要求相差甚远。由于主板在PL1状态的响应时间这项不是可以手动输入任意值，而是在一些已经预设好的数值选项中进行选择，最终笔者得到如下两个PL1状态的响应时间设定值下的实际PL2的持续时间最为接近目标值69s。
　　主板中选择PL1状态的响应时间为112秒时，通过功耗曲线可以看到，待机2分钟的话，PL2持续时间约为75s，待机4分钟的话，PL2持续时间约为78s，待机8分钟的话，PL2持续时间约为81s。
　　主板中选择PL1状态的响应时间为96秒时，通过功耗曲线可以看到，待机2分钟的话，PL2持续时间约为56s，待机4分钟的话，PL2持续时间约为64s，待机8分钟的话，PL2持续时间约为69s。
　　考虑到桌面平台的PL2状态不是像移动平台那样逐渐下滑至PL1，而且全程保持满功耗，并且软件监测的酷睿i7-11700K在PL2设置为109W后实际功耗峰值为110W左右也高于酷睿i7-11800H的104W一点，故最终决定选取酷睿i7-11700K主板中选择PL1状态的响应时间为96秒为测试状态，待机时间控制为4分钟。 同功耗下性能对比测试Sandra 2020理论性能测试
　　Sisoftware Sandra测试方面，可以看到酷睿i7-11800H的性能是要明显强于同功耗下的酷睿i7-11700K的，平均下来领先为20.26%。 3DMark CPU Profile理论性能测试
　　3DMark CPU Profile理论性能测试的结果比较稳定，并且可以简单明了的看到不同线程下的性能区别，从结果来看单线程下酷睿i7-11700K还是要强于酷睿i7-11800H的，这是由于单线程下他们的功耗限制都不会成为两款CPU冲击高频的瓶颈，而酷睿i7-11800H最高只能单核4.6GHz，酷睿i7-11700K却可以达到5.0GHz。
　　此外，假设它们的两种微架构的IPC性能是一样的话，酷睿i7-11700K凭借5.0GHz的时钟频率是要比酷睿i7-11800H高出约8.7%的性能的，本次测试的结果是酷睿i7-11700K高出8.4%，差别不是很大，可以认为这两种微架构的IPC性能差不多。
　　而双线程的话，看起来功耗限制是成为了瓶颈的，酷睿i7-11700K不能在功耗限制下两个核心都达到5.0GHz，故而酷睿i7-11800H实现了反超，不过这里反超幅度还不算很大，也就是说调用双核的话这个功耗限制对于酷睿i7-11700K还不那么明显。
　　从4线程开始，同功耗下酷睿i7-11800H的性能优势就很明显了，并且从2线程到16线程酷睿i7-11800H的优势差距越来越大，说明功耗限制对于酷睿i7-11700K越来越明显。最大线程下的具体分数其实与16线程测试中差不多，属于正常的分数波动。综合最大线程与16线程的情况来看，酷睿i7-11800H的多核性能是要平均下来领先同功耗下的酷睿i7-11700K约31.1%的。 3Dmark物理测试
　　3Dmark的这几项物理测试模拟的是不同游戏环境下CPU的性能，具体对于这几项物理测试的具体CPU调度情况我们不太清楚，大致看起来似乎类似前面双线程到多线程的情况，从结果来看可以认为随着游戏压力的越来越大，酷睿i7-11800H逐渐呈现出领先优势。对于最新的DX12游戏的4K分辨率环境，酷睿i7-11800H在本次测试的功耗限制下要领先酷睿i7-11700K约26.7%。 其他理论性能测试
　　从这些测试的情况来看，与前面的结果相符：在同样的功耗限制下酷睿i7-11700K由于单核设计频率更高，单线程的性能表现要胜过频率设计更低的酷睿i7-11800H，但是多核负载的情况下则相反，10nm的酷睿i7-11800H可以在同样的功耗下发挥出更高的性能。 创作能力测试
　　在实际的一些创作应用环境下，酷睿i7-11800H的多核性能优势相比前面的其他理论性能测试项目中的成绩要更明显些，比较接近于前面3DMark CPU Profile理论性能测试的结果，酷睿i7-11800H的多核性能领先同功耗下的酷睿i7-11700K约30%左右。 总结
　　酷睿i7-11700K隶属于Rocket Lake-S处理器家族，采用Cypress Cove微架构打造，这个微架构的CPU部分其实就是14nm版本的Ice Lake的Sunny Cove微架构，而酷睿i7-11800H隶属于Tiger Lake-H处理器家族，采用Willow Cove微架构。
　　就微架构方面来说，Sunny Cove微架构相比之前的Skylake具有大幅度的IPC性能提升，而Willow Cove微架构相比于Sunny Cove微架构则主要是来自更好的制程工艺给到的更高的频率表现，IPC性能方面则是差不多，从本次的测试也可以简单看到酷睿i7-11700K与酷睿i7-11800H的IPC性能确实相差无几。并且由于成熟的14nm工艺可以让酷睿i7-11700K去到更高的频率，所以在本次测试的功耗没有造成瓶颈的单线程性能方面，酷睿i7-11700K凭借高频还是要强于酷睿i7-11800H。
　　但是到了多线程性能方面，由于功耗的限制，酷睿i7-11800H呈现出碾压同功耗下酷睿i7-11700K的情况，领先幅度约为30%。由于它们功耗限制情况保持统一，所以也可以认为在这样的功耗下酷睿i7-11800H的能耗比高出30%。
　　就这个差距来说明显是相当大的了，曾经的14nm放到今日确实已经英雄迟暮，急需新的制程来接棒，而看起来英特尔的10nm工艺现在已经相当成熟到可以冲击高频，接下来的第12代酷睿处理器Alder Lake我们就将看到英特尔10nm工艺在桌面端的首次亮相。