文｜半導體產業(yè)縱橫

“舊時王謝堂前燕，飛入尋常百姓家”。

曾幾何時，高性能計算（HPC）專屬的多核處理器還只活躍在服務器領域，如今隨著英特爾最新 CPU 路線圖的曝光，預計接下來幾年英特爾將會有很多充滿競爭力的產品，例如搭載NVIDIA GPU的核顯以及100核的CPU。

百核CPU即將走進消費級市場，一場圍繞“核”的巔峰對決正在英特爾與AMD之間悄然展開。

01、為什么需要多核？

在計算機發(fā)展歷程中，提高處理器主頻曾是提升性能的主要路徑。更高的主頻意味著處理器每秒能完成更多運算，早期電腦性能的飛躍很大程度上依賴于此。然而，這條道路很快遇到了難以逾越的障礙。

首先是熱量與功耗的失控。隨著主頻的提高，處理器產生的熱量和功耗也會顯著增加。高功耗可能導致散熱問題，需要更強大的冷卻系統(tǒng)，而且會增加計算機系統(tǒng)的能耗；其次是性能邊際遞減。當主頻突破 4GHz 后，電子信號的傳輸延遲、晶體管的開關損耗等問題開始凸顯，繼續(xù)提升主頻不僅難以帶來明顯的性能增益，還可能因時序紊亂導致系統(tǒng)穩(wěn)定性下降；最后是制程技術的天花板。隨著晶體管尺寸逼近納米級物理極限，單純依靠縮小制程來支撐更高主頻的難度越來越大，成本也隨之飆升。

相比之下，多核處理器提供了一條更具可持續(xù)性的性能提升路徑。通過在單顆芯片內集成多個運算核心，處理器可以并行處理多任務，比如一邊渲染視頻，一邊運行辦公軟件，各核心各司其職，無需再依賴單一核心的高頻“硬撐”。這種架構不僅能顯著提升多任務處理效率，還能在同等性能下降低單位功耗，實現(xiàn)更優(yōu)的能效比。如今，多核已不再是 “備選方案”，而是適配復雜計算需求（如 AI 推理、4K 視頻剪輯）的必然選擇。

2005年，當時英特爾推出了首款雙核處理器Pentium D，標志著多核時代的開端。此后，隨著技術的發(fā)展，CPU核心數(shù)量不斷增加，從雙核到四核、六核、八核，再到如今的多核甚至數(shù)十核。這一趨勢的推動因素包括制程工藝的進步、并行計算的需求增長以及市場競爭等因素。

綜合考慮，多核和提高主頻都是提高計算機性能的手段，但多核處理器更符合當前計算需求和技術趨勢。在實際設計中，通常會綜合考慮這兩者以達到最佳的性能和能效比。

02、英特爾的CPU技術路線圖：直指百核

近期曝光的英特爾CPU 技術路線圖，為消費級市場帶來了諸多驚喜，百核 CPU 的出現(xiàn)已不再是遙不可及的夢想。

首先英特爾在今年年末推出Panther Lake處理器，搭載Intel 18A工藝，而這也是英特爾今年最受關注的移動終端，不過不是面向桌面級市場，想要桌面處理器，還是得等到2026年的Nova Lake處理器，包括桌面以及移動平臺都將采用該架構，同時相比較Panther Lake處理器，Nova Lake處理器的核心數(shù)量暴增，最高可以達到16P+32E+4LPE的規(guī)格也就是52核。

根據(jù)路線圖，到了2027年，英特爾將會推出Razor Lake處理器，這將是最后一個采用異構P核和E核設計的CPU。Razer Lake將采用Griffin Cove P核和Golden Eagle E核，在明年發(fā)布的Nova Lake的基礎上小幅提升。

到了2028年推出Titan Lake處理器，最高擁有48P核以及48E核以及4個LPE核，相當于擁有100個核心的龐大規(guī)模，此外到了2029年，英特爾與NVIDIA達成的合作就將結出碩果，推出的Hammer Lake處理器或許將采用NVIDIA的RTX GPU，從而在圖形性能上達到新的高度，當然這也就意味著雙方或許要共同研發(fā)4年左右的時間。

03 英特爾的“豪賭”：從混合架構的掙扎，到“統(tǒng)一核心”

據(jù)了解，英特爾可能會在2028年推出Titan Lake處理器系列。屆時可能會完全放棄P核，轉而采用多達100個E核。Titan Lake很可能標志著英特爾從異構P核和E核配置轉向統(tǒng)一核心架構，該架構可能基于Nova Lake更大的Arctic Wolf E核。

P核（Performance Core）即性能核心，主打高性能表現(xiàn)，擁有更大的緩存、更高的時鐘頻率，支持多線程技術（一個 P 核可同時處理兩個線程），就像處理器中的 “主力干將”，專門負責處理游戲、CAD 設計、視頻編輯、3D 建模等對性能要求極高的復雜任務。比如在運行 3A 游戲時，P 核能以高頻率快速處理游戲中的物理運算、圖形渲染等關鍵數(shù)據(jù)，確保游戲畫面流暢運行。但 P 核的短板也很明顯：功耗與發(fā)熱量較高。

E 核（Efficiency Core）則以低功耗為核心設計目標，時鐘頻率低于 P 核，功率也較低，不支持超線程，主要負責后臺任務（如系統(tǒng)通知、軟件更新、輕度辦公），其作用是為 P 核 “減負”，在保證日常使用流暢度的同時降低整機功耗，并有助于提高P核心的性能和效率。從 Alder Lake 到 Raptor Lake，英特爾的 E 核均基于 Gracemont 架構，能效比已得到市場驗證。

在第 12 代（Alder Lake）、13 代（Raptor Lake）和 14 代（Raptor Lake Refresh）CPU 中，英特爾采用的都是 P 核與 E 核結合的混合架構，E 核基于 Gracemont 微架構設計，該架構是英特爾 Tremont 技術的升級版，在能效比上有顯著提升。

此次轉向統(tǒng)一核心，本質是英特爾對“性能與能效平衡” 的重新考量：一方面，優(yōu)化后的 Arctic Wolf E 核在單線程性能上已接近前代 P 核，同時保持了更高的能效比與單位面積性能（PPA）；另一方面，統(tǒng)一核心架構能簡化硬件設計與軟件調度邏輯，降低研發(fā)成本 —— 這對于近年來面臨財務壓力的英特爾而言，是兼顧技術突破與商業(yè)效益的關鍵選擇。此外，配合 14A 制程工藝，Titan Lake 的熱設計功耗（TDP）也將得到更好控制，源自Arctic Wolf E核而產生的核心尺寸和功耗增加都可以通過提升PPA來抵消。

04 塞一堆小核心是否可以超越單個大核心

隨著英特爾在消費級市場持續(xù)堆核，一個關鍵問題逐漸凸顯：核心數(shù)量的增長，是否能等同于實際性能的提升？答案顯然是否定的。

對于天然能利用多核的程序來說，直接堆核心就能有很不錯的收益。但是事實上仍然目前仍有大量軟件（尤其是部分單機游戲、專業(yè)設計工具）未完成多核優(yōu)化，即便 CPU 擁有數(shù)十個核心，實際運行時仍依賴少數(shù)核心單打獨斗，形成“一核苦干，多核圍觀”的局面。這可能是軟件開發(fā)者沒適配，也可能是這類程序涉及到算法天然就不適合多核運算。

而英特爾最新公布的 SDC（Software Defined Super Cores，軟件定義超級核心）技術，旨在通過軟件與硬件協(xié)同的方式，提升CPU單線程性能并優(yōu)化能效。

這項SDC技術的核心思路，是將兩個或更多的CPU物理核心聯(lián)合起來，作為一個高性能虛擬核心協(xié)同工作（有點像HPC）。具體來說，就是將單個線程中的指令劃分成多個區(qū)塊，分配到不同核心上并行執(zhí)行。每個核心分別處理程序的某一部分，再通過專用的同步與數(shù)據(jù)傳輸指令，確保所有操作仍按原始程序順序完成，從而以極低的開銷實現(xiàn)更高的每時鐘指令數(shù)（IPC）。這種方法可在不提高時鐘頻率、也不設計更寬、更復雜單體核心的前提下提升單線程性能，避免了更大核心設計帶來的功耗和晶體管數(shù)量增加的難題。

此前的P核與E核，其寄存器數(shù)量、緩存大小、計算單元配置均為硬件固定，無法根據(jù)任務需求靈活調整；而SDC技術通過軟件層面的動態(tài)重構，可將多個E核的計算單元與緩存資源“整合”為一個“超級核心”，用于應對單線程密集型任務（如游戲）；也可將資源“拆分”，適配AI數(shù)據(jù)處理等多線程任務。這種“按需分配”的模式，讓多核CPU的資源利用率大幅提升，從根本上緩解“多核閑置”問題。

AMD的Zen 6架構

面對英特爾的強勢布局，AMD 也不甘示弱，其即將推出的 Zen 6 架構同樣備受矚目。Zen 6 架構預計將橫跨臺積電 3nm 和 2nm 兩代制程工藝，之所以采用這種策略，是因為 Zen 6 架構計劃服役至 2027 年年底或 2028 年年初，期間通過制程工藝的升級，持續(xù)提升性能和能效比。

從公布的數(shù)據(jù)來看，在核心設計上，Zen 6 架構將繼續(xù)沿用經典的 CCD（核心復合體）設計，但單顆 CCD 的最高核心數(shù)提升至 12 核，且全部支持雙線程技術。與上一代 Zen 5 架構相比，Zen 6 的 CCD 內核數(shù)量增加了 50%，性能提升十分顯著。按照規(guī)劃，AMD 將基于 Zen 6 架構推出 24 核 48 線程和 48 核 96 線程的消費級桌面處理器。可以說，多線程已經成為AMD與英特爾的共同角力點。

如今，多核大戰(zhàn)已徹底從服務器領域蔓延至消費級市場，英特爾與 AMD 在核心數(shù)量、架構設計、性能優(yōu)化等方面的激烈角力，最終受益的將是廣大消費者。不久的將來，當我們在組裝電腦、選購筆記本時，數(shù)著處理器上密密麻麻的核心數(shù)量，享受著百核 CPU 帶來的超強運算體驗，曾經高不可攀的 HPC 技術，終將成為每個人都能輕松玩轉的日常工具。

多核大戰(zhàn)，已不再是服務器專屬。如今，英特爾與AMD都在消費級市場瘋狂“堆核”，數(shù)框框數(shù)到眼花的日子，終于來了。