芯片巨頭英特爾一直在努力降低酷睿處理器的面積和功耗，目的是讓其能夠裝入更加超薄，電池容量更小，并且無(wú)風(fēng)扇設(shè)計(jì)的設(shè)備。隨著功耗的降低，特別是最早那段時(shí)期，性能方面的犧牲相當(dāng)嚴(yán)重。不過(guò)，英特爾的努力不是沒(méi)有任何成效，那些超薄的平板電腦如今也已經(jīng)可以塞進(jìn)一枚TDP熱設(shè)計(jì)功耗為4.5瓦的酷睿芯片了。
那么，幾年下來(lái)，英特爾超低功耗處理器的演進(jìn)，從根本上究竟如何演變呢？未來(lái)的方向又是如何呢？
Core M的成長(zhǎng)頗具魅力色彩？
考慮到平板電腦和無(wú)風(fēng)扇類(lèi)型的筆記本電腦，將有可能是消費(fèi)類(lèi)計(jì)算設(shè)備的未來(lái)，英特爾內(nèi)部早就開(kāi)始了產(chǎn)品組合及線路圖的調(diào)整，以盡量滿足這些細(xì)分市場(chǎng)的需求。英特爾早期適配此類(lèi)設(shè)備的第一條產(chǎn)品也就是很多人熟知的Ivy Bridge-Y平臺(tái)。
Ivy Bridge-Y并不是“全新”的芯片，它是在此前為超級(jí)本設(shè)計(jì)的TDP 17瓦的芯片上改進(jìn)而來(lái)，主要是降低了頻率，使之只有13瓦的TDP，再進(jìn)一步降低就成了7瓦芯片。不出所料，Ivy Bridge-Y并沒(méi)有得到大量采用，因?yàn)檫@些芯片根本沒(méi)有那么好。
英特爾的第二次嘗試是Haswell-Y架構(gòu)。這一代產(chǎn)品具有更好的功耗管理和設(shè)計(jì)了，所以可以采用“無(wú)風(fēng)扇”設(shè)計(jì)，TDP設(shè)定為11.5瓦，并且還可以進(jìn)一步降低性能打造TDP僅6瓦的芯片。盡管Haswell-Y芯片還不是非常出色，但已經(jīng)比Ivy Bridge-Y更好，而且要好得多了。
在Haswell-Y之后，英特爾發(fā)布了Broadwell-Y微架構(gòu)全新一代超低功耗平臺(tái)，與Ivy Bridge-Y和Haswell-Y最大的區(qū)別在于工藝制程的進(jìn)步，從22納米升級(jí)到了全新的14納米。這一代才是真正的被定位為無(wú)風(fēng)扇設(shè)計(jì)的產(chǎn)品，而且終于有了個(gè)性的產(chǎn)品品牌Core M，其TDP僅為4.5 W，為此英特爾還特別打造了很多參考設(shè)計(jì)，方便廠商基于此打造厚度僅7mm的超薄產(chǎn)品。
可以說(shuō)，首批Core M芯片已經(jīng)相對(duì)出色，但依然還是不那么完美。事實(shí)上，第一波出貨的Core M芯片的指標(biāo)達(dá)不到預(yù)期水平，并很快停止出貨，隨后英特爾特別改進(jìn)了CPU和GPU的速度。當(dāng)然了，Broadwell-Y微架構(gòu)還是獲得了市場(chǎng)的肯定，特別是可拆卸鍵盤(pán)的2合1設(shè)備開(kāi)始變得流行起來(lái)，哪怕是十分輕薄性能也不再是弱不禁風(fēng)。
第二波Broadwell-Y芯片中性能最強(qiáng)的型號(hào)為Core M-5Y71，默認(rèn)主頻為1.2GHz，單核睿頻加速最高可以達(dá)到2.9GHz。所集成的圖形處理器單元基礎(chǔ)頻率為300MHz，睿頻之后最高可以達(dá)到900MHz。
Broadwell-Y給予了英特爾繼續(xù)發(fā)布下一代產(chǎn)品的信心，一年之后Skylake-Y登場(chǎng)。該新一代產(chǎn)品基于相同的14納米工藝打造，不過(guò)得益于新架構(gòu)底層的改進(jìn)，性能提升了不少，可以處理的任務(wù)更多、更快，至少每頻率下的性能更出色一些，睿頻加速單核最高可以上升到3.1GHz。另外，圖形處理器單元架構(gòu)也得到了增強(qiáng)，睿頻最高達(dá)1GHz。
從業(yè)界乃至用戶的評(píng)價(jià)來(lái)看，真正讓英特爾4.5瓦處理器大放異彩的芯片，當(dāng)屬Skylake-Y微架構(gòu)。
Kaby Lake再一次出發(fā)依然還可更完美
就在8月30日，英特爾推出了稱(chēng)之為Kaby Lake-Y的產(chǎn)品，其實(shí)Kaby Lake-Y仍基于與Skylake-Y相同的微架構(gòu)改進(jìn)，只是在媒體引擎方面做了增強(qiáng)，不過(guò)制程工藝換成了增強(qiáng)版的“14納米+”。由于工藝的優(yōu)化十分給力，Kaby Lake-Y的單核睿頻最大可以提升到3.6GHz，這可是16%的頻率增幅。
得益于Kaby Lake-Y的性能水平提升幅度，英特爾終于可以輕輕松松地吹捧超輕薄產(chǎn)品的生產(chǎn)效率了，聲稱(chēng)此類(lèi)產(chǎn)品盡管又輕又薄，但在性能表現(xiàn)上不必?fù)?dān)心有任何妥協(xié)。此話聽(tīng)起來(lái)不錯(cuò)，但是英特爾做了無(wú)可挑剔的工作了嗎？
Kaby Lake-Y真是英特爾目前最好的超低功耗處理器產(chǎn)品了，不過(guò)還要加以改進(jìn)之處依然不少。例如說(shuō)，直到今天Y系家族仍不算真正的SoC單芯片解決方案，如下圖所示：
左邊那一大片，就是處理器的主要部分了，包含了CPU核心、GPU圖形處理單元等等，主要負(fù)責(zé)繁重主要的工作任務(wù)，英特爾最先進(jìn)的制造技術(shù)便體現(xiàn)在此。而在芯片右邊的那部分，一般稱(chēng)之為平臺(tái)控制器(PCH)，很多功能的實(shí)現(xiàn)都要靠此來(lái)實(shí)現(xiàn)，包括USB連接，SATA/eMMC連接，音頻處理和PCIe連接等等，而這部分還是相對(duì)較老的制造技術(shù)。
Kaby Lake-Y左邊的處理器和右邊的外部芯片組兩部分，需要通過(guò)OPI通信，這就影響了芯片的實(shí)際能效，PCH是老技術(shù)，即便十分節(jié)能了，也還是影響整體的功耗水平。另外，這兩部分如果真的實(shí)現(xiàn)單芯片解決方案之后，芯片封裝之后的尺寸才能變得更小，也更有助于打造外形尺寸更小的產(chǎn)品。
除了基本層面的整合工作之外，英特爾還需要進(jìn)一步完善的就是通信連接技術(shù)，如Wi-Fi、藍(lán)牙乃至蜂窩調(diào)制解調(diào)器的集成，只有當(dāng)這些東西全都封裝在單一芯片之內(nèi)時(shí)，才能算是超低功耗芯片的革命成功。
低功耗單芯片將是英特爾的下一步
芯片集成水平的提高，將有助于產(chǎn)品制造商進(jìn)一步簡(jiǎn)化成品的設(shè)計(jì)，因?yàn)榭梢匀サ粢淮蠖衙苊苈槁榈臇|西，讓主板更簡(jiǎn)潔、更薄，成品自然也就更輕薄。當(dāng)然了，節(jié)省出來(lái)的空間，還能夠用于塞進(jìn)去其他有意義的組件，比如更大容量的電池。
從英特爾的角度來(lái)看，盡管集成度越高，額外組件帶來(lái)的收益將大幅減少，但不可否認(rèn)更深度的整合必然是明確的前進(jìn)方向，更有利于制造商直接采用英特爾的完整解決方案，至于缺失的收益完全可以通過(guò)提高每單位芯片產(chǎn)品的定價(jià)彌補(bǔ)。我們相信在接下來(lái)兩代或來(lái)來(lái)某一代產(chǎn)品中，英特爾會(huì)完成這些工作。
