2013年6月,Intel罕見的以大陣仗選在臺北國際電腦展時,正式揭露第4代Core處理器(Haswell)平臺,並公布更多產品細節與未來願景。

Haswell是Sandy Bridge平臺微架構的後繼者,也是Intel Ultrabook發展3部曲的最終回,使超輕薄筆電成為主流筆電一員。在Haswell微架構下,Intel首先推出研發代號與微架構同名的Haswell處理器,明年則是推出代號Broadwell的處理器,同時製程也將邁入14奈米製程。

在新一代處理器Haswell平臺中,Intel在低功耗Core處理器的發展已有重大突破,在Sandy Bridge可做到17瓦,而這一代再突破低點,只需11.5瓦,而省電機制的改變,也將讓筆電在續航力有了大躍進,在Ivy Bridge時是6小時,這代最長可達9小時,增加50%。

效能方面,Intel新一代處理器延續了近年來的發展方向,運算效能依然繼續微幅提升,但繪圖效能大幅提升,特別是今年高階的Iris核心顯示能力,已經能夠媲美去年搭載獨立顯示晶片機種的水準,同時也優化了影音處理的效能。

新平臺將支援8系列晶片組

今年Intel所推出新一代處理器Haswell,將延續前代Ivy Bridge時的22奈米製程與Tri-Gate 3D電晶體技術,以桌上型電腦為例,搭配8系列晶片主機板,處理器的封裝上,第4代Core改為LGA1150腳位(前代LGA1155腳位),因此將無法相容前代7系列主機板,而前代處理器也無法用於8系列主機板。

Intel推出代號為Lynx Point的8系列晶片組,目前產品包括高階Z87、中階H87,支援vPro技術的Q87、Q85,與支援SBA技術的B85等系列,基本命名原則不變。

與前代7系列晶片組相比,Haswell平臺在原生支援的USB 3.0數量上,從4個變成6個,而原生支援的SATA 3.0數量,也從2個變成6個,同時使傳輸量提高,對於4線制串列匯流排介面(SPI)上,從Dual Read改為支援Quad Read、SFDP,以提升系統效能。

改變聚焦在繪圖與省電

為了完成對Ultrabook發展的承諾,顯然Haswell最大意義是針對筆電平臺推出低功耗處理器,最低可到11.5瓦,續航力有更出色的表現,而在記憶體方面,新一代的低電壓處理器,除了支援既有1.35V電壓的DDR3L記憶體,也將普遍支援1.2V電壓的LPDDR3低功率動態記憶體。

同時,Intel大幅改善Haswell平臺處理器內部的省電機制,尤其在多媒體播放時,以及處理器閒置方面的節電效果,都有大幅的改進。Intel並開始整合電壓調節模組(Integrated Voltage Regulator,IVR)至處理器中,讓處理器可以調節電壓,在系統閒置時適時減少耗電。

另一個重頭戲是內建GPU的性能。Haswell平臺的核心顯示能力全面提升,最大繪圖時脈也有微幅的提升,同時支援DirectX 11.1、OpenGL 4.1與OpenCL 1.2等高階3D顯示規格,原本的Intel HD Graphics只有2階的等級區分,現在擴充到4階並在其上再新增Iris與Iris Pro兩種命名方式,方便使用者區隔顯示效能。其中Iris Pro代表目前最高階的Intel內建核心顯示規格,並能對應4K影像畫質呈現。而Intel 無線投影技術WiDi版本也更新到4.1,可以支援更多USB裝置與Miracast應用(Wi-Fi聯盟制訂的新一代無線影音傳輸標準)。

而在處理器本身的運算功能上,Haswell平臺仍然採用Turbo Boost 2.0技術與Hyper-Threading。在不同等級處理器的搭配原則也與前代相同,像是桌上型Core i5處理器沒有Hyper-Threading技術,而Core i3處理器均不支援Turbo Boost 2.0技術。而指令集方面,新增的AVX 2是最大的重點,增強對256位元整數SIMD運算的支援,而另一個FMA3指令集則是加強浮點運算的能力。

處理器型號將比過去複雜
在Computex 2013期間,Intel針對新平臺發布20款桌上型處理器,以及24款筆電型處理器。從前述揭露的44款Haswell平臺處理器來看,Intel在處理器型號的命名上比過去Core i系列複雜很多,除了原本以i7、i5、i3分辨效能高低,搭配的繪圖核心與功耗也有不同。

筆電型處理器
● Q系列:為4核心版本,功耗分為37瓦與47瓦。
● H系列:整合新一代繪圖核心IntelIris Pro Graphics 5200,這是目前Haswell平臺中繪圖效能最高的型號。
● M系列:傳統標準電壓版處理器,但目前只有4核心的版本可選。
● U系列:低功耗處理器版本。從這一代開始,此系列將有2種功耗規格。其中,處理器型號8U結尾的功耗較高,效能也較強,並搭配IntelIris Graphics 5100核心顯示。
● Y系列:新的最低電壓處理器版本,只有11.5瓦。目前只有i5與i3的版本。

桌上型處理器
● 無字尾系列:標準版,功耗為84瓦
● K系列:未鎖倍頻版,功耗是84瓦
● S系列:低功耗版,功耗為65瓦
● T系列:超低功耗版,45瓦
● R系列:整合新一代繪圖核心Iris Pro 5200,功耗為65瓦

功耗降低僅限於筆電平臺上的低電壓處理器

功耗控制是Haswell架構的重點,從Intel這次新推出Haswell平臺處理器產品上來看,功耗降低主要是在筆電平臺的U系列與Y系列處理器上。

U系列前代是17瓦,新一代變成15瓦,而新的Y系列更是只有11.5瓦。以Intel Core處理器的發展來說,功耗能有如此程度的降低,實屬不易。

值得注意的是,並非所有Haswell平臺處理器的功耗都降低。像是筆電平臺4核心i7處理器的功耗提高了2瓦,桌上型平臺處理器產品中,高功耗處理器前代是77瓦,現代變成84瓦,其他低耗電S、T、TE系列則維持65、45、35瓦不變。這也顯示出,Intel特意朝向高效能與低耗電的兩極化應用發展。

因此,Intel所宣稱在低功耗的進步上,明顯聚焦在低功耗處理器,並視為主流筆電平臺發展,而Ultrabook筆電也都是採用這類處理器。而且,無庸置疑,第4代Core i低電壓處理器是專門為Ultrabook打造。綜合來看,歷經3階段的Ultrabook發展已經成形。

力推PC平板二合一設計,企圖突破平板電腦與智慧型手機重圍

回顧過去,Intel在筆電平臺發展低電壓版處理器,其實已經有很長的一段時間,在Core 2 Duo時期就已經有超低電壓處理器,主要配置於商務筆電中,可以更輕便、續航力更高,但效能較差。隨著Core處理器的演進,低功耗處理器的效能開始能夠被使用者所接受,加上SSD的應用,因此不像過去小筆電與CULV時的不堪。

另一方面,隨著手機、平板上網應用的增加,ARM陣營在低功耗的行動裝置市場的發展急速擴張,眼見就要取代傳統PC、筆電使用需求,面對這樣的市場變化,Intel開始改變步調,在2010年開始推動Ultrabook概念,並在今年主動推動平板、筆電2合1設計的裝置,成為未來筆電的新風貌。只是,Intel在平板、手機市場的腳步上確實慢了不止一拍。

今年Intel所推出新一代PC平臺Haswell處理器,可說是為了反擊平板電腦與智慧型手機為PC產業帶來的衝擊,而平板、筆電2合1設計的裝置,正是它們的倚仗。

事實上,在去年下半年時,幾乎各大筆電製造商就已經有推出平板、筆電兩用設計的裝置,像是宏碁、華碩、Dell、Fujitsu、技嘉、HP、聯想、微星、Panasonic、Sony、Toshiba等,這些裝置採用第3代Core處理器,或是Intel Atom處理器。

原本適用嵌入式系統市場的低功耗Intel Atom系列處理器,從去年開始也已經推出適用於平板設計的Z2700與Z2500系列,像是宏碁、HP等廠商均採用Atom Z2760打造平板裝置,而它們也都能夠連接鍵盤機座,變成2合1設計的裝置。只是,Atom系列處理器功耗雖低,但整體效能也比Core系列處理器低。

目前Intel也已經透露年底將推出採用Silvermont微架構的新款Atom處理器,也將導入22奈米製程,並採用三閘(Tri-Gate)系統單晶片設計,其中代號Bay Trail-T系列的處理器將適用於平板電腦、智慧型手機到資料中心等低功耗設備,可支援Windows 8.1及Android系統。Intel也宣稱它的效能將提升2倍,繪圖效能將是Atom Z2760平臺的3倍,功耗也將降低5倍。

而今年Intel在發表第4代Core處理器平臺時,也強調新平臺在低功耗與電源管理上的設計與發展,能帶來更佳的續航力、並大幅提升繪圖能力,可以能讓筆電製造商更適合地設計出更多具創意的筆電、平板2合1的裝置。

只是,隨著行動設備之間的界線漸趨模糊,是否真能夠讓Intel扭轉PC市場的劣勢?恐怕也需要作業系統廠商與軟體廠商的持續進步,讓消費者為之驚艷才行,而且要讓使用者願意買單,接受新型態的筆電產品轉變,而不會趕跑原本的使用者。

整體而言,Intel除了改善PC平臺處理器的功耗,同時也提升嵌入式系統處理器的效能,PC和Atom平臺分頭並進,目標雖然一致,這樣的趨勢可以讓未來設計的2合1裝置,在處理器的配置上可以更彈性,但對於使用者來說,未來也將越難搞懂效能差異。

Haswell電腦平臺內建安全新技術

在商用功能方面,新一代Haswell平臺中,既有的Q系列晶片組支援vPro技術,B系列晶片組仍支援Small Business Advantage(SBA),主要原則不變。但在整體平臺的安全與管理方面,Haswell平臺有一些新進步。

過去幾年,Intel陸續加入Anti-Theft防盜技術,以及Identity Protection Technology身分保護技術之外,在去年也提出了Secure Key及OS Guard安全功能,其中Secure Key是利用硬體隨機產生加密金鑰,以強化加密演算法的安全性,而OS Guard則是一種硬體式的安全強化特性,從底層做到系統核心的安全防護,避免遠端的攻擊。

這次在Haswell平臺中,又強化與新增幾項技術,像是新的Boot Guard技術,可強化原有的可信賴執行技術(Trusted Execution Technology,TXT),透過硬體上的信任環境以執行開機啟動程序,使開機時即可受到保障。

同時也有BIOS Guard技術,若惡意程式攻擊儲存在主機板快閃記憶體中的BIOS可加以防護。

這項技術主要保護BIOS記憶體未經平臺架構授權的更新,幫助平臺抵抗低階DoS攻擊,並能將BIOS恢復至攻擊前的良好狀態。

在處理器上的虛擬化技術中,Intel在VT-x相關的Intel Virtual Machine Control Structure資料結構中,也增加了shadowing與nesting功能,可提升虛擬桌面在資料與應用上的安全性。

另一方面,新版Intel安裝及組態軟體(Setup & Configuration),可針對AMT(Active Management Technology)技術與vPro平臺,提供更易於設定的介面。

此外Intel也推出Microsoft Windows PowerShell的vProPowershell模組,讓使用者執行運用遠端支援和虛擬電腦管理時,可以進行客製化管理與自動執行功能。


採用新處理器平臺筆電的電池續航力大幅領先
Intel為了強調新處理器所帶來的續航力改變,以第4代Core i7-4650U處理器,與前代Core i7-3667U為對比。在他們的測試環境下,新平臺在HD影片的播放上,可以有9.1小時的續航力,在Windows睡眠模式下,更可待機10到13天,前代處理器則只有6小時的影片播放續航力,待機4.5天。

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