Intel 正式出货全新 14nm 制程、 「 Broadwell 」 微架构 Desktop 处理器产品线,型号包括为 Core i5-5675C 及 Core i7-5775C ,受惠于制程进步与微架构改良,浮点性能与功耗表现进一步改善,更内建 Intel Iris Pro 6200 绘图核心及 128MB eDRAM 记忆体,令绘图性能大幅强化,并相容于现有 Intel 9 系列晶片组主机板平台。 HKEPC 编辑部找来全新 Core i7-5775C 处理器样本与上代「 Haswell 」微架构 Core i7-4790K 处理器进行详细性能测试。
迟来的 「 Tick 」 -- 14nm Broadwell 处理器
为拉开与对手之间的技术距离, Intel 自 2006 年开始推动「 Tick-Tock 」硅与微架构发展战略,每年均会推出具备改良微架构的全新制程或大幅改良的微架构设计,以迎合处理器市场的未来发展需求。其中「 Tick 」代表推出具有增强微架构的新一代硅制程技术,与相对的「 Tock 」代表推出全新微架构,而每个「 Tick-Tock 」週期大约为 2 年。
2013 年 6 月, Intel 正式发布了代号为「 Haswell 」的第四代 Core 处理器产品,基于 22nm 制程、 3D 电晶体技术,在微架构设计上作出大幅改良,是最近一次的「 Tock 」。按照既定规划,紧接登场的全新 14nm 制程产品,代号「 Broadwell 」处理器的第五代 Core 处理器原定于 2014 年第三季上市,结果 Intel 14nm 制程初期良率不乎预期,「 Broadwell 」处理器能初期只能满足低功耗产品线,时脉难以提升令它无法完全与「 Haswell 」处理器完成世代交替。
直至 2015 年 6 月, 14nm 制程良率问题最终得以解决,基于「 Broadwell 」微架构的高时脉 Mobile 型号与 Desktop 产品线才能顺利登场,可是具备全新微架构的「 Tock 」、 14nm 制程「 Skylake 」处理器即将在 2015 年 8 月 5 日正式上市,「 Broadwell 」处理器产品线寿命变得十分短暂。
14nm 制程、第二代 Tri-Gate 电晶体
Intel 「 Broadwell 」微架构处理器的主要改良在于全新 14nm 制程技术,採用第二代 Tri-Gate 3D 电晶体技术,相较上代 22nm 制程技术,全新的 14nm 3D 电晶体 Fin Pitch 密度亦由 60nm 降至 42nm ,相较上代缩减 30% ,而 Fin 的高度 Fin 的高度则由 34nm 进一步上升至 42nm ,有助增加电流驱动效率及提升电晶体性能,同时令 Transistor Fin 数可由 3 个减少至 2 个,令晶片的密度能进一步提升,更低的电容值提高了电源效率。
此外, Transistor Gate Pitch 由的 90nm 降至 70nm ,相较上代缩减 22% ,同时 Interconnect Pitch 亦由 80nm 降至 52nm ,相较上代缩减 35% ,如果制作同样的 SRAM Cells ,上代需佔用 0.108µm² , Intel 全新 14nm 第二代 Tri-Gate 3D 电晶体技术则可缩减至只有 0.0588µm² ,所需空间减少达 46% 。
如果把 Intel 14nm 第二代 Tri-Gate 3D 电晶体技术,与 TSMC 16nm 制程及 SAMSUNG 14nm 制程相比的, Transistor Gate Pitch 分别为 90nm 、 78nm , Interconnect Pitch 为 78nm 、 64nm ,其电晶体做得更细、更密、拥有更高的电路集成度,在技术上存在着一定差距。
据 Intel 表示,全新 14nm 第二代 Tri-Gate 3D 电晶体技术将会运用至不同範畴的处理器,由低功耗的 Mobile 、 Tablet 产品线、主流运算市场的 Notebook 、 Desktop PC ,至高性能的工作站及伺服器领域,有效提升低电压下晶片的性能表现,并进一步降低电晶体的漏电情况。
如果与上代 Intel 22nm 制程相比,全新 14nm 第二代 Tri-Gate 3D 电晶体技术因为 Transistor Interconnect Pitch 的改进,令功耗能下降 25% ,其 Idle 模式时的最低工作电压可进一步降低 20% ,对于低电压型号的处理器提供更大的动态工作时脉範围,电晶体漏电情况进一步减少 10% ,同时提供在相同的晶片面积下加入更多功能、更多运算核心。
14nm Broadwell Desktop 产品规划
由于 14nm 制程转换过程并不顺利﹐初期良率欠佳而且时脉难以提升,导致 14nm 「 Broadwell 」微架构 Desktop 处理器,由原定 2014 年下半年上市,最终要延至 2015 年 6 月才能登场,距离下代 14nm 「 Skylake 」 微架构处理器上市仅差距 2 个月时间。
按照 Intel 处理器最新规划, 14nm 「 Broadwell 」微架构 Desktop 产品线仅拥有 5 款型号,包括支援 Socket 1150 处理器接口的 Core i5-5675C 、 Core i7-5775C 及採用 BGA 1364 封装的 Core i5-5575R 、 Core i5-5675R 及 Core i7-5775R 。
C 系列是今代首次出现的型号,代表具备高性能绘图核心的 LGA Socket 处理器,主攻进阶用家的 DIY PC 零售市场, R 则代表是面向 PC 业者使用的 BGA 处理器,主攻高性能 All-in-one PC 产品市场。
全新「 Broadwell 」 Desktop 处理器产品线将不会推出进一步扩展低阶型号,直接变成由 14nm 「 Skylake 」微架构与上代 22nm 「 Haswell 」微架构进行世代交替,「 Broadwell 」 Desktop 系列只是过渡性产品,某程度上是为了对兑现 9 系列主机板支援 14nm 第五代 Core 处理器的市场诚诺。
Core i5-5675CCore i7-5775CCore i5-5575RCore i5-5675RCore i7-5775RProcess14nm14nm14nm14nm14nmMicroarchitectureBroadwellBroadwellBroadwellBroadwellBroadwellPackageLGA1150LGA1150BGA1364BGA1364BGA1364Cores44444Threads48448IMCDDR3/2CHDDR3/2CHDDR3/2CHDDR3/2CHDDR3/2CHBase Clock3.1GHz3.3GHz2.8GHz3.1GHz3.3GHzTurbo Clock3.6GHz3.7GHz3.3GHz3.6GHz3.8GHzUnlockYYNNNIGPIris Pro Graphics 6200Iris Pro Graphics 6200Iris Pro Graphics 6200Iris Pro Graphics 6200Iris Pro Graphics 6200IGP Clock1.1GHz1.15GHz1.05GHz1.1GHz1.15GHzTDP65W65W65W65W65WPriceUS$276US$377US$244US$265US$384