Intel 正式发布代号 Alder Lake、第 12 代 Core 处理器，採用全新 Intel 7 制程 (10nm)，首次在 Desktop 平台中加入 P-Core / E-Core 大小核混合架构，相较上代 IPC 性能平提升达 19%，单核性能完胜 AMD Zen 3、多核性能则表现相若，并宣称重夺最强 Gaming CPU 头衔，HKEPC 编辑部将分析 Alder Lake 处理器的内部设计改良，并找来全新 Intel Core i9-12900K 处理器样本，与上代 Core i9-11900K 及对手 AMD Ryzen 9 5950X 作对比测试。

Alder Lake︰Intel 第 12 代 Core 处理器登场

牙膏厂终于发力了 !! Intel 正式发布代号 Alder Lake、第 12 代 Core 处理器，採用全新Intel 7 制程 (10nm Enhanced SuperFin) 、Hybrid 小核混合架构应用 Desktop 平台上，并且引进了全新 PCIe 5.0 与 DDR5 规格，Intel 宣称 Alder Lake 处理器性能相较上代 Rocket Lake 平均提高了 19%，IPC 性能再次超越 AMD Zen 3 处理器，重返 Intel 一直引以为傲的最佳游戏 CPU 宝座，执行长 Pat Gelsinger 更表示︰「AMD的时代已经结束」。

Intel 早前举行了「Intel Architecture Day 2021」架构分析会，本篇文篇将会分享有关 Alder Lake CPU 架构的设计重点，包括︰

→ Alder Lake SOC 全新的 Building Blocks 设计

→ 以效能先决的全新 Golden Cove 微架构 P-Core 设计

→ 高功耗能效比的全新 Gracement 微架构 E-Core 设计

→ 针对大小核架构加入 Thread Director 指令调度单元

→ 加入 PCIe 5.0 x16 接口、支援全新 DDR5 记忆体

混合大小核︰Alder Lake SOC 配置

▲ Intel Alder Lake 8C+8c Die Shot

Intel 第 12 代 Alder Lake 架构的最大改革是加入了与 ARM 的 big.LITTLE 近似的混合式大小核设计，大核心是 Performance 核心 (P-Core) 主要用于高优先级的单线程工作或较複杂的运算指令，小核心是 Efficiency 核心 (E-Core)用于应付多线程工作负载、不太複杂的后台任务、后背指令、I/O指令等等。

Intel 12 代 Alder Lake 处理器採用了 Building Blocks 设计，能透过 IP 模块混合搭配满足不同市场，由最低 9W TDP 的 Ultra Mobile 处理器 (BGA Type 4 HDI)、12W 至 35W Mobile 处理器 (BGA Type 3) 至最高 125W Desktop 处理器 (LGA 1700)。

图中深蓝色为 Golden Cove (P-Core) 核心 (红色) 支援 Hyper-Threading 技术充单一核心同时运算两个线程，较浅色为 Gracemont (E-Core) 核心 (黄色) 不支援 Hyper-Threading，E-Core 运算能力与 Sky Lake 相当但相当节省晶片面积，Intel 数据显示 4 个 E-Core 核心才等于 1 个 14nm Skylake 核心，不同的 Core、L3 Cache (LLC) 与其他 IP 模块透过 Ring Inter-connection 环形总线联繫在一起。

所有 Alder Lake版本的处理器均具备 Media 媒体引擎、 GNA 3.0 高斯神经加速器，但 Desktop 版本的 Alder Lake 并不会内建 IPU 单元、(TBT) Thunderbolt 4 单元。IGP 方面，由于 Desktop 用家倾向使用独立 GPU 显示卡，因此 Desktop 版本只具备 32 个 EU (GT1) 绘图核心，只有 Mobile 处理器才会出现 96 个 EU (GT2) 绘图核心。

今代 Desktop 版本 Alder Lake 处理器最高型号为 Core i9-12900K，它具备了 8 个 P-Core、8 个 E-Core (8+8)，合共 16 核心、24 线程，拥有 30MB L3 Cache，晶片大小为 209mm²，暂时初登场只有六款型号，包括 Core i5-12600K/KF、Core i7-12700K/KF、Core i9-12900K/KF，其他型号将会在 2022 年 1 月底上市。

率先支援 DDR5 / PCIe Gen 5

记忆体控制器方面，Alder Lake 处理器将会新增支援 DDR5 处理器，速度由 DDR5-4800 起跳至最高 DDR5-8400，现时已得悉 DDR5 仅会在高阶 Z690 平台上支援，入门至主流级的 H610 / B660 / H670 仍会使用 DDR4 记忆体，看来是考虑到 DDR5 记忆体模组初期价格较高。

Desktop 版本的 Alder Lake 处理器内建了 28x PCIe Lanes，其中绘图接口升级至 PCIe Gen 5 x16 Lanes，令最高频宽相较 Gen 4 提升 1 倍至 64GB/s，另提供一组 PCIe Gen4 x4 Lanes 用作连接 NVMe SSD 用途。

处理器与 Z690 PCH 系统晶片之间由 DMI 3.0 x8 升级至 DMI 4.0 x8 连接，速度由上代最高 8GB/s 倍升至 16GB/s，这对于架建 Gen 4 M.2 SSD RAID 的用家来说，减低连续读写出现速度瓶颈的机会。

内部连接方面，Alder Lake 处理器採用 Dual Ring Inter-connect Bus 内联，总频宽高达 1000 GB/s 并且提供非常低的延迟值，这亦是为何 Intel 在 CPU 完全负载是很少出现 I/O 延迟问题，CPU 可以因应运算需求关闭其中 1 条 Ring Bus 以降低 CPU 功耗。

I/O Fabric 频宽提供至 64GB/s，主要是对于新一代 PCIe Gen 5 x16 最高频宽需求，但令人费解的是 Memory Fabric 频宽最高提升至 204GB/s，要知道 Alder Lake 最高记忆体除频只有 DDR5-8400，128bit Dual Channel 最高也只用了 134.4GB/s，暂时不知道 Intel 为何 Memroy Fabric 要做到如此夸张。