Intel的52核PC處理器要來了？漫談電腦CPU的堆核大戰(zhàn)

最早傳出有關(guān)Intel下一代面向臺式機(jī)的酷睿Ultra處理器，最多會用上52個CPU核心，應(yīng)該是在今年2月份——推特上最先有爆料者公開這則信息。當(dāng)時爆料者Jaykihn就發(fā)推稱，代號為Nova Lake的處理器最多52核。

這兩天接連更多爆料豐富了Nova Lake處理器的配置信息，包括支持DDR5-8000內(nèi)存、LGA1954封裝等。相信長期關(guān)注Intel PC處理器的讀者，對于爆料的52核心可能會略微有些吃驚，但絕對不會感到夸張：因為從2017年到現(xiàn)在，PC處理器的核心數(shù)本來就水漲船高。

比如去年末，電子工程專輯體驗過的酷睿Ultra 9 285K（代號Arrow Lake）就已經(jīng)有24個核心了。無論52核這一傳言信息是真是假，我們都正好借著這個機(jī)會來談?wù)劊@些年P(guān)C處理器的核心數(shù)增加，底層驅(qū)動力是什么，以及這么多的核心究竟有什么用。

52核電腦CPU真的要來了？

先來簡單看看爆料的Nova Lake處理器相關(guān)信息：Nova Lake預(yù)計會在明年發(fā)布，接替Arrow Lake-S臺式機(jī)處理器，以酷睿Ultra 300S產(chǎn)品型號的面貌問世。傳說中擁有52個CPU核心的處理器，毫無疑問就是酷睿Ultra 9了——其核心數(shù)是目前在售酷睿Ultra 9的2倍多（24核 vs 52核）。

前兩天的爆料信息提到，這顆處理器的CPU基礎(chǔ)功耗（即傳統(tǒng)意義上的TDP，某些媒體稱其為PBP）會上升到150W（對比在售的125W，注意這是TDP，不是最大睿頻功耗）。核心數(shù)翻倍，TDP增加20%，看起來是基頻定得比較低？這么多的核心，不知道最大睿頻功耗會增加多少。

延續(xù)酷睿Ultra處理器異構(gòu)核心的傳統(tǒng)，Nova Lake的這52個核心也是分P-core（性能核）和E-core（能效核）的，另外據(jù)說還首次在臺式機(jī)處理器上引入了原本筆記本才有的LP E-core（低功耗能效核，同樣不和Compute tile放在一起，而在SoC tile上）。16個P-core，32個E-core，4個LP E-core，構(gòu)成了全部52個核心。

當(dāng)然了，必然不是所有SKU都52核心，大約僅有最高配的酷睿Ultra 9才能享受該特權(quán)。最新的爆料信息稱，酷睿Ultra 7最多是42核心（14 + 24 + 4），標(biāo)稱TDP同樣是150W；面向主流市場的酷睿Ultra 5最多為28核（8 + 16 + 4），TDP 125W；另外據(jù)說Nova Lake這代產(chǎn)品里，酷睿Ultra 3產(chǎn)品線會回歸，最多也有16核（4 + 8 + 4），TDP 65W。

Nova Lake的CPU核心也經(jīng)過了換新，新版P-core代號Coyote Cove，新版E-core代號Arctic Wolf（注意：更受人關(guān)注、即將在今年下半年發(fā)布的Panther Lake所用的核心與Nova Lake是不同的）。當(dāng)然現(xiàn)在肯定是沒有核心架構(gòu)，及相較上代提升多少的信息的——我們這些普通人看代號也就圖一樂。

其他相關(guān)配置信息還包括：（1）每2個P-core共享4MB L2 cache（信息來源：推特@HXL）；（2）iGPU（核顯）為Xe3（Celestial）和Xe4（Druid）；（3）封裝接口換新為LGA1954，據(jù)說現(xiàn)有散熱器仍是兼容的；（4）內(nèi)存子系統(tǒng)支持雙通道DDR5-8000；（5）CPU本身支持24個PCIe 5.0 lane，配套芯片組支持8個PCIe 5.0 lane和16個PCIe 4.0 lane；

還有一些信息，此前Michelle Holthaus（Intel Products CEO）曾確認(rèn)，Nova Lake同樣會有部分die采用外部foundry廠的制造工藝，“絕大部分內(nèi)部制造”。與此同時，有外媒評論稱，這次Intel可能采用類似隔壁雙CCX的設(shè)計，每一對8 P-core + 16 E-core，共享L3 cache；二月份的爆料信息稱，至少有一款Nova Lake處理器SKU的L3 cache為144MB。

當(dāng)然了，以上大部分信息未得到Intel確認(rèn)，包括52核處理器是否真的存在這一點(diǎn)。

52個核心算多嗎？

要說52核心多不多，如果和常見的服務(wù)器CPU比，那自然不能算多。所以回答“52個核心算多嗎”這一問題，必須限定在PC處理器上。這里還需要插入一則有關(guān)不同PC的定位問題。

有時候，我們也習(xí)慣將工作站（workstation）當(dāng)做PC的一種——所謂的工作站，可能用于科學(xué)計算、工業(yè)設(shè)計、模擬仿真，現(xiàn)在還有人提出AI工作站。如果工作站也算PC的話，那么52核就不算多。

Intel自家的Xeon-W處理器就特別面向桌面工作站。頂規(guī)的Xeon w9-3595X處理器有60個核心（120線程）。另外，AMD的Infinity Fabric在堆核能力上更有先天優(yōu)勢。同樣面向工作站的AMD Ryzen Threadripper 9980X有64個核心，更高定位的Threadripper PRO當(dāng)前的最高規(guī)格更是把核心堆到了96個。

那么Nova Lake是否也面向工作站呢？以歷史經(jīng)驗來看，酷睿Ultra的主力市場不在工作站——雖然我們也常說如HX系列面向移動工作站，以及面向臺式機(jī)的S系列可能會被部分工作站所選擇。

尤其需要注意的是，爆料信息中明確提到了Nova Lake的內(nèi)存子系統(tǒng)支持為雙通道——這也更加明確了Nova Lake不是為工作站準(zhǔn)備的。連Xeon w3-2525這種8核低規(guī)工作站CPU都為內(nèi)存準(zhǔn)備了4通道，中高端型號的內(nèi)存8通道支持也很常見，畢竟工作站上的很多應(yīng)用通常是需要內(nèi)存大帶寬的。所以針對52核多不多的問題，工作站CPU也需要被排除在外。

如前文所述，如果限定在PC個人電腦領(lǐng)域，和酷睿/酷睿Ultra處理器比核心數(shù)，那么52個核心已經(jīng)是Intel在售處理器產(chǎn)品的2倍多了，雖然線程數(shù)信息目前是缺失的；像AMD這么能堆核的設(shè)計，面向消費(fèi)市場的Ryzen處理器，頂規(guī)實際也就16個核心（32線程）。

最近外媒也有相關(guān)于AMD Zen 7處理器的傳聞，最高可能會有32個核心（64線程）。但這和52個核心比，不管核心異構(gòu)與否，至少在核心數(shù)目上還是弱了不少的。

PC處理器何時起有這么多核心？

文首提到，關(guān)注Intel處理器的同學(xué)對于52核處理器會略感驚訝，但不會覺得夸張。因為實際上，從筆記本電腦的角度來看，2017年以前絕大部分輕薄本都還在用雙核處理器（低壓CPU），轉(zhuǎn)年就普及了4核，2021年秒變14核，2024年游戲本核心數(shù)再度飆升到24個（輕薄本處理器核心數(shù)仍為14個）。

以這樣的倍數(shù)增長，是不是感覺核心數(shù)再多個1倍，好像也沒什么？

想當(dāng)年Core 2 Quad時代，有“Quad”后綴表明4核心，那已經(jīng)是貴族中的貴族了——實際直到酷睿7代（2016年），旗艦級的酷睿i7-7700K也就4個核心。而現(xiàn)在，隨便一顆酷睿i5/酷睿Ultra 5處理器，資源管理器里頭沒有十幾、二十個邏輯核心框框，都不好意思跟人打招呼。

究竟是什么促使PC處理器核心數(shù)，在短短幾年間就變得這么多了？討論這個問題，首先還是需要摒除曾經(jīng)的HEDT平臺（以前的酷睿Extreme，酷睿X系列）——它們也應(yīng)該被歸到Xeon-W和Threadripper那一組（比如2017年的酷睿i9-7980XE就已經(jīng)有18個核心了，它顯然不是PC處理器的主流產(chǎn)品）。

從PC處理器主流市場角度來看，只看Intel和AMD這兩個主流市場玩家，通常我們說，“Intel具備對AMD的絕對技術(shù)優(yōu)勢”這一命題結(jié)束于2017年前后：或者說Intel在半導(dǎo)體領(lǐng)域的封神時期結(jié)束于2017年前后。

這一時期發(fā)生了兩件很重要的事：（1）AMD全面拋棄多年在用的Bulldozer推土機(jī)微架構(gòu)，正式邁入Zen時代，起碼在技術(shù)上有能力與Intel掰腕子，乃至后續(xù)產(chǎn)品力持續(xù)走高；（2）Intel 10nm工藝持續(xù)難產(chǎn)，難產(chǎn)期間Intel長期引以為傲的半導(dǎo)體尖端制造工藝技術(shù)水平，逐漸被臺積電趕上——后續(xù)的AMD Zen 2開始由臺積電代工。

如果單純從PC主流處理器的核心數(shù)角度看，Zen架構(gòu)先天具備了堆核心的優(yōu)勢：Infinity Fabric和基于chiplet是其重要特色。那兩年電子工程專輯就撰文分析過Zen 2架構(gòu)——當(dāng)時我們說Zen 2架構(gòu)“終于讓AMD達(dá)到了Intel的高度”。實際上，2017年的Ryzen初代（Zen架構(gòu)）處理器，就已經(jīng)把PC主流CPU的核心數(shù)拉到了6-8核。架構(gòu)的堆核優(yōu)勢，在服務(wù)器CPU上更具代表性——但這不是本文要探討的重點(diǎn)。

如前文所述，在此之前，Intel完全統(tǒng)領(lǐng)PC處理器市場之際，4核心始終是臺式機(jī)旗艦CPU的貴族配置，主流筆記本普遍在用雙核CPU。而AMD Zen的問世，及Intel 10nm工藝的難產(chǎn)，顯然是給了Intel相當(dāng)大的市場壓力的。所以2018年，酷睿i7-8700K用上了6核心，而筆記本上的酷睿8代也開始全面普及4核。這個時間點(diǎn)的Intel，在堆核大戰(zhàn)上就已經(jīng)開始落后于AMD了。

酷睿10代、11代（2019-2020年）可以說是堆核大戰(zhàn)過程中Intel的陣痛期，因為這兩代處理器，單純從堆核角度來看，明顯得弱于AMD Ryzen——再次提醒，這里的討論，我們只從核心數(shù)目角度出發(fā)。

這個局面在酷睿12代（2021年）發(fā)生變化：Intel在酷睿12代處理器中首度引入了P-core + E-core的異構(gòu)設(shè)計方案。此前我們撰文提過，E-core作為能效核，從PPA角度來看大幅節(jié)約了芯片面積——而且持續(xù)了ring bus的總線方案。而從核心數(shù)角度，酷睿12代CPU一躍在旗艦型號堆到了16核（8 P-core + 8 E-core）。

很自然的，酷睿13代、14代，以及酷睿Ultra 1代都沿用了這樣的異構(gòu)方案，才有了現(xiàn)如今游戲本CPU的24核心。所以PC處理器市場競爭的白熱化，是促成堆核大戰(zhàn)的背景；Intel走下神壇，則是堆核大戰(zhàn)的先決條件。

由于篇幅關(guān)系，我們對PC處理器市場競爭的探討仍是不徹底的。但在Intel于技術(shù)上已經(jīng)不能對AMD構(gòu)成碾壓優(yōu)勢的當(dāng)下，主流PC處理器的更多核心數(shù)或許也是個突破口。另外，這里還沒有考慮核心異構(gòu)及更多芯片設(shè)計改進(jìn)帶來的價值，或許Intel在競爭中還有些別的考量（如LP E-core的引入，如L3 cache的增大）。

不過這可能不是最重要的。自酷睿Ultra開始采用chiplet和2.5D/3D先進(jìn)封裝方案，雖然其系統(tǒng)級微架構(gòu)（非對稱的基于chiplet的多die設(shè)計）看起來還是不像Zen那樣擅長堆CPU核心，但也更便于做設(shè)計的縮放了。所以在市場競爭之外，讓雙方都有能力持續(xù)堆核大戰(zhàn)的，無疑是半導(dǎo)體尖端前端制造工藝，及后端先進(jìn)封裝技術(shù)的進(jìn)步（當(dāng)然還有對應(yīng)的核間互聯(lián)設(shè)計等）——畢竟沒有這樣的技術(shù)進(jìn)步，核心也堆不出來。

這么多核心有用嗎？

關(guān)注計算機(jī)的同學(xué)早年可能聽過阿姆達(dá)爾定律（Amdahl’s Law），其大意是向系統(tǒng)中增加更多的CPU核心數(shù)，會面臨邊際遞減效應(yīng)。當(dāng)年很多技術(shù)類媒體在評價曾經(jīng)的“堆核大戰(zhàn)”時都會提這個定律——即便彼時的堆核大戰(zhàn)，其實還在4核、6核的程度上打轉(zhuǎn)。

阿姆達(dá)爾定律的公式就不列了——這個公式里頭有兩個最重要的變量：P和N。P是指要跑的程序可以被并行的代碼部分，N是指處理器的核心數(shù)。即便程序的90%能夠并行，10%的部分都會成為性能的瓶頸；所以即便核心數(shù)加倍，也并不能使程序運(yùn)行的性能加倍。

不同的應(yīng)用，對CPU核心數(shù)增減的敏感程度是差別很大的。比如渲染、科學(xué)模擬通常能很大程度受惠于多核心帶來的并行能力加強(qiáng)（這也是為什么工作站CPU通常有著更多的核心數(shù)）；但還有一些應(yīng)用，比如比較老的游戲就明顯更偏好較強(qiáng)的單線程性能。

那么我們是否可以認(rèn)為，堆核大戰(zhàn)對普通PC用戶而言是沒有意義的呢？也不是（不是還有酷睿Ultra 3嗎？）。畢竟當(dāng)年一堆媒體在喊6核、8核CPU沒有意義，現(xiàn)在咱都用上20核CPU了——以現(xiàn)在的系統(tǒng)和軟件生態(tài)，再回頭去試試4核處理器，保證能讓你感覺到使用體驗上的酸爽。

一方面是不少軟件開始更大程度地提升并行度、更充分地利用多線程性能，比如當(dāng)代游戲；操作系統(tǒng)和各種運(yùn)行時也提升了調(diào)度器將負(fù)載分布在不同核心中的能力；不少現(xiàn)代化的生產(chǎn)力應(yīng)用也的確需要更多的線程，比如說視頻制作，還有一個：本文不打算多談的AI（先別管AI負(fù)載是不是該由專用加速器處理的問題，那就更多涉及到加速計算在當(dāng)代系統(tǒng)中的價值的大問題了）。

為什么常見的Cinebench和生成式AI測試能在更多的核心中明確表現(xiàn)出成績領(lǐng)先？它們代表的就是某些類別的真實應(yīng)用場景。

從阿姆達(dá)爾定律的角度來看，現(xiàn)代化的軟件在P這個變量上顯然是發(fā)生了相當(dāng)大的變化的，也就是邊際遞減的邊際在擴(kuò)展，那么更多的核心依然能夠給到切實的系統(tǒng)性能提升。

另一方面可能和現(xiàn)代人使用PC的習(xí)慣也有關(guān)：體現(xiàn)在對PC的多任務(wù)能力需求上。簡單來說，就是一堆程序同時打開、同時在跑，或者一個人用多個屏幕這類需求；就好像Windows任務(wù)托盤上出現(xiàn)越來越多的圖標(biāo)那樣。考慮這類使用習(xí)慣下，更常見的場景：商業(yè)PC通常還需要加載企業(yè)安全之類的策略——這些策略本身就要先占掉一些處理器核心資源了；在此基礎(chǔ)上使用商業(yè)PC工作，則多核處理器的價值能夠更大程度地體現(xiàn)出來。

有關(guān)于CPU核心數(shù)對PC到底有多大價值的文章和研究還是挺多的，有興趣的同學(xué)可以去看一看。說個激進(jìn)的，雖說從商業(yè)和生態(tài)角度來看有些天方夜譚，但隨著PC處理器核心數(shù)的走高，將來的PC走虛擬化之類的路子，PC生態(tài)是不是會有更為與眾不同的發(fā)展范式……