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i5战R7:ThinkPad X13 Gen3上的龙虎斗

作者:原创

年初,基于不同处理器平台的ThinkPad X13 Gen2笔记本电脑曾有过一战(可查看《11代酷睿为飞行家护航》),酷睿i5-1135G7与锐龙5 PRO 5650U等两款处理器因两款电脑的用户定位、设计初衷、应用场景差异而性能发挥不同,处理器升级后,这种差异还存在吗?

   


   

从绝对时间来说,新一代的移动处理器平台发布时间不短了,但它们相应的商用平台产品,特别是笔记本电脑整机产品,推出时间相对滞后。具有轻薄便携类型代表性的ThinkPad X13系列的第3代机型,近期才正式上市。

有意思的是,在新一代产品上,酷睿与锐龙走出了不同的升级路径,这也映衬到了X13的产品中。12代酷睿采用了P+E核的混合架构,架构与核心数量是升级要点;锐龙6000系列的处理器架构升级很小,因此平台的升级重点是CPU频率提升+GPU换代。

另外,与ThinkPad L14 Gen3(可查看《新vPro平台下商务优势更凸出 ThinkPad L14 G3评测》)类似,酷睿版X13 Gen3提供了P和U双平台,针对国内用户倾向,主力销售机型配备28W TDP的P系列产品。价格接近的情况下,酷睿版现价6999元采用了i5-1240P处理器,而锐龙版现价7299元,用上了锐龙7 PRO 6850U。后者处理器功耗范围仍为15W~28W,而在X13 Gen3上的使用上限,与酷睿版相同。

两款X13 Gen3机的配置差异

选择价格相近的两台X13 Gen3,本意是能令它们的比较不再有太多价格因素的影响,但是我们错了:酷睿与锐龙版的X13 Gen3,仍是两款截然不同的产品。

基于移动平台的差异,酷睿版比锐龙版:

  • 多1个USB4/Thunderbolt4,酷睿版两个USB-C接口均为40Gb/s速度,锐龙版只有1个是,而另一个为10Gb/s的USB 3.2Gen2;

  • 多支持Windows Hello的红外线面部识别摄像头,接近传感器,这两项功能都依赖于英特尔的相关功能套件实现;

基于ThinkPad产品定义的差异:酷睿版比锐龙版:

  • 多背光键盘,锐龙版仍为无背光的磨砂表面键盘;

  • 多4G LTE模块及12个月流量;

  • 多74g主机重量,4G模块、4G天线、接近传感器等相关元器件重量;

  • 多22g电源线重量;

   


   

锐龙版机型追平或超越特性:

  • Wi-Fi 6E/Bluetooth 5.0,使用第三方Qualcomm WCN685x的模块;

  • USB 4,使用第三方Ti TUSB44的方案,实现了1个USB 4接口,并兼容单Thunderbolt协议设备;

  • 主板预留WWAN模块插槽(不兼容NVMe或AHCI SSD)及NanoSIM卡插槽,但机身无内置4G天线、未预留NanoSIM卡托架开口;

   


   

  • DDR5内存运行频率达6400MT/s;而酷睿版虽内存规格相同,运行频速度为4800MT/s,而实际性能却是另外一码事。(详见后文)

  • 处理器线程数量,作为锐龙版的高配机型,锐龙7 PRO 6850U以8核16线程追平酷睿i5-1240P处理器4P+8E的20线程;同时它在核心运行频率上实现了反超;

  • 有了名号的Radeon 680M集显除了频率提升至2200MHz外,CU数量大幅增加到12个。

除了以上相对隐性的规格差异,两款X13 Gen13所采用的零部件几乎同款:三星PM9A1 512GB SSD、13.3英寸1920×1200屏幕、65W快充电源、54.7Wh电池。

样机细节:酷睿版电池已出现5%的容量损耗,对电池续航时间成绩有影响,相应成绩均经过折算;因供应商差异,酷睿版机型的AC线缆重量多22g(多20%),努力为产品减重到论克的工程师,看到这个结果得多么尴尬。

处理器定位

在正式开始性能比较之前,还是不得不先说下处理器异构架构,甚至为12代酷睿的市场宣传都带来相应的好处,无论如何,酷睿i5(1240P)都能在最显性的指标——核心/线程数量上压锐龙全系,后者只有拿频率和集显升级来讲故事。考虑到移动平台上的散热封顶,锐龙7 PRO 6850U虽然加速频率最高可达4.7GHz且拥有8核,在规格上高锐龙5 PRO 6650U一头,而核心更少的6650U可在基础频率(2.9GHz)上扳回一局(6850U是2.7GHz)。这也更加映衬了限制处理器发挥的是发热这一被动技术因素。不夸张地说,使用6nm FinFET制程,最大的贡献莫过于飙升的频率,而损益之间,发热量并未下降。

   


   

相比从Zen3到Zen3+的量变,12代酷睿的质变已经讲过1年,但仍对商用PC线布局有着深刻的影响。具体到轻薄型笔记本电脑,12代酷睿提供了6款P系列产品

   


   

同时,酷睿机型还有多个细分领域,除了消费机型外,面向不同规模商业用户的管理需求细分为vPro Enterprise和vPro Essentials两个版本,又针对移动应用的更高要求细分出Intel EVO认证的机型。

酷睿版X13 Gen3三个级别的管理特性均可选,只是暂时零售市场在售的只有非vPro机型;EVO认证则是国内全系列标配。全球市场上,这一系列机型除了可选上表中的5款i5及i7处理器外(不同vPro特性),还可选U系列的i3、i5和i7处理器。相关信息(下图左),在全球版产品手册中可见,而国内机型进行了相应的缩减。

   


   

锐龙版则正好相反,全球范围内都只提供集成商用特性的锐龙PRO系列的6850U和6650U等两款处理器,用户可直接开启DASH等企业级特性(上图右)。

除了处理器平台,全球范围内,两款X13 Gen3的屏幕、WWAN、内存容量等可选配置完全相同,而呈现在国内在售产品的差异,凸显了“基于ThinkPad产品定义的差异”。

而具体到国内市场,如果说酷睿版机型寻求配置与功能方面突出,那么锐龙版机型按以前印象来讲应该是追求性价比。在削减了内置LTE模块(含流量)、双Thunderbolt4接口、背光键盘等一系列特性之后,配备锐龙7 PRO 6850U的高配X13 Gen3总算在CPU核心/线程数等规格上要追平酷睿i5,但产品价格反超,导致性价比这一优势无从体现。那么,它的性能可以挽回性价比形象吗?让我们拭目以待。

紧绕处理器的性能

12代酷睿,采用了P+E的异构架构,i5-1240P是由4个P核加8个E核组成。而4P+8E/16线程,与8核/16线程如何比较呢?我们的数据呈现了从4线程开始,8、12到16线程的性能表现,两个不同核心架构的处理器,呈现出明显有别的性能增长曲线。

E核到底有没有用?一直是令人口嗨的话题。在Cinebench R23这样老套(无原生负载优化)的测试中,不止更多的数量,E核的效率也令人侧目。

特别说明:随着测试程序调用线程数量增加,核心效率会受到影响,因此此项测试结果不简单等同于IPC(Instruction Per Clock);Windows 11操作系统与ITD配合,经过学习后,OS能够越来越精确地将较高负载线程置于P核计算,同一测试成绩会小幅逐步走高,3次之后趋于稳定;AMD Zen架构跨CCX数据调用,存在对处理器多线程效率、内存带宽稳定性的不利影响。

以下图片及数据,左侧为酷睿i5-1240P,右侧为锐龙7 PRO 6850U。

   


   

每次重新启动系统,Zen3+的系统调度线程会固定于某一核心执行(如上方右图),新负载不会避让这一核心,形成线程资源竞争。同时,负载持续于单一核心上,对降低处理器峰值温度、均匀散热不利。

1240P的系统负载,会交替运行在不同线程上;OS会优先将负载置于空闲的P核(如上方左图),P核无空闲,系统及新负载则会被调度至E核运行;E核也满后,方会调度至P核超线程运行。这一设定的初衷,就是分散热量和提高执行速度,如果没有Windows 11和ITD的配合,将无法实现以上目标。

   


   

4线程:可被视为P核(3.5GHz)与Zen3+(4.25GHz)的直接对撞,该情况下,CPU未突破X13 Gen3系列的散热限制,因此处理器均能在最佳频率下运行,酷睿i5-1240P对锐龙7 PRO 6850U有5.7%的性能优势;同频率情况下性能,即IPC更是大幅领先30%。4线程情况下,两款处理器均启用4个物理核心,且均未达到散热上限,运行频率充分释放。

经过学习,1240P的负载全部运行在P核上,同一核心的两个线程互补形成100%占用率,每次图像块渲染完成后,系统重新调度线程,导致两线程的切换;E核仅剩较轻的系统调度等后台线程,不会被用来执行较重负载。6850U则随机选取4个物理核心运行Cinebench R23,同一核心的两个线程互补形成100%占用率。只是这些核心甚至会跨CCX,或已在执行系统进程,自Windows 10 1909后开始支持的Zen核心调度优化仍不完善,不佳的调度方式,对处理器整体性能发挥有不利影响。

   


   

8线程:E核的试金石,4P(2.9GHz)+4E(2.7GHz),总成绩提升45%,折算同频效率,1个E核相当于4/5个P核;8个Zen3+核心(3.3GHz)以更高频率扳回一局,总成绩提升68%,小幅超越4P+4E的1240P。剔除频率因素后,6850U的每核心性能增益效率降至89%——Alder Lake的P核则可达93%水平(酷睿i7-1280P的4个P核到8个P核的情况)。另外,随着处理器启用8个物理核心,两款处理器的运行速度开始受到影响。

线程增加,处理器更多的核心开始工作,1240P上仅剩3个E核相对空闲,兼顾完成系统调度工作;2个E核交替工作达到100%占用率;剩下的3个E核保持100%占用率,几乎无释放时间。6850U的8个核心每对线程交替工作,保持100%占用率;CPU2兼顾系统负载。

以下图片及数据,左侧为酷睿i5-1240P,右侧为锐龙7 PRO 6850U。

   


   

12线程:酷睿i5-1240P使用全部8个E核(2.2GHz),其同频效率几乎追平P核(2.3GHz),同时,总成绩重新超越对手;P核超线程效率约为物理核心的40%、E核的50%;随着全部核心及部分超线程投入,锐龙7 PRO 6850U核心跨CCX调度效率进一步下降,同时,其开启超线程的核心负载高且频率略高(3.0GHz),而其余4个核心频率为2.9GHz。

16线程:当全部线程开启,散热成为影响处理器运行频率的最大障碍,酷睿i5-1240P的P核与E核运行频率分别为1.8GHz和1.6GHz;锐龙7 PRO 6850U全核运行频率为2.9GHz。

处理器架构没有本质变化的Zen3+,IPC落于下风,几乎是完全依靠更高的运行频率,并开启全部8个核心,才在酷睿i5使用4P+4E的时候略占上风。而随着更多E核,是1240P性能助推器,使它在多线程应用中游刃有余。当然,锐龙的优势,频率凭空而来,制程及同频下的功耗更优。

成也萧何败也萧何,如果没有高频率会怎样?那就用上电池看一看。

   


   

单从Procyon Office Productivity测试成绩看,电源供电的锐龙7 PRO 6850U的表现非常接近酷睿i5-1240P,但是奈何办公应用总体负载轻、调度复杂,有着敏捷的E核与核心数量上的优势,酷睿整体性能保持着领先的优势。

电池模式下,锐龙平台不仅苛刻限制了处理器性能释放/运行频率,而且平台层面也大幅(50%)限制了PCI-E 4.0 x4 SSD的性能发挥其整机性能几乎腰斩,与酷睿平台间的性能差距被显著拉大。

   


   

酷睿i5-1240P的频率曲线。电池供电并不影响其频率达到4.4GHz的高水平。

   


   

而锐龙 7 PRO 6850U在电池供电情况下,无论电源模式如何设置,其运行频率都将被打回2.6GHz的“原形”——甚至低于基频,性能表现不是特别理想。

对ThinkPad来说,卓越的商务应用表现,最基本的诉求就是持续工作能力。锐龙版X13 Gen3的表现,是处理器平台的延续,为了续航时间看起来漂亮,Procyon Office Productivity这样轻负载应用场景,也绝不释放处理器的频率,更多核心、更高频率能力都是账面数据,无法得到发挥。

   


   

酷睿版X13 Gen3则没有刻意地压低处理器性能以获得更长的电池续航时间,测试中,不仅处理器运行频率更多地处于高频状态,而且能根据实际负载需求,随时实现55W——PL1设定的性能,使整机能够更快地完成工作。

相比之下,锐龙7 PRO 6850U只在测试初期机身温度较低时,性能释放程度较高,此后则一直徘徊在10W水平线上。即便如此,完成整个测试也需要消耗7%的电量,而运行时间为35.7分钟;酷睿i5-1240P完成测试时间仅为28.6分钟,消耗9%电力(未经电池损耗修正)。

性能高2/3、时间短20%、电力多消耗30%,你觉得怎么选呢?

p.s. Windows 11的平衡模式对绝大多数应用场景都是更好的选择,资源(电力)越紧张,其与12代酷睿ITD配合所体现出的效率越高,酷睿i5-1240P在电池供电平衡模式下的性能表现,令人侧目。如无特殊的超多线程及高负载需求,建议用户使用平衡模式,不仅性能更好,而且续航时间也相对更长。

   


   

Procyon Photo Editing的测试负载有所增加,两款X13 Gen3的性能表现“归于”正常。更高的处理器负载,降低了酷睿i5-1240P的ITD的自我调节能力,整机更趋向于处理器全线程的并行处理能力,也就是线程数量×频率变得更重要了。

锐龙7 PRO 6850U在最放得开的模式下,超越了竞争对手,而一旦散热系统因电源模式设定而无法全速工作,或电力不能肆意挥霍,它的表现就明显下降。它仍能保有的领先优势只有8% vs. 11%(未经电池损耗修正)的电池电量消耗。

   


   

针对全场景应用开发的CrossMark仿真了从办公应用、影音多媒体到AI加速等多样化场景,其测试成绩更具平台整体代表性。在这项测试中,两款X13 Gen3延续了Procyon Office Productivity的成绩走势。总的来说,越频繁、越复杂的多任务并行和切换,对所有多核心、高频率的处理器都是挑战。处理器需要更敏捷、有效的应变能力,在这里,不存在“核多、频高的身大力不亏”。

   


   

除了处理器本身,作为平台,无论是酷睿还是锐龙,它们的痕迹都深入整台电脑,内存算是非常重要的一项。

锐龙版X13 Gen3的内存运行频率更高,达到6400MT/s。但是反映到从处理器到内存的数据吞吐带宽上,结果却是内存速度“仅”4800MT/s的酷睿版机型更高,确切地说,是快+稳定。8核Zen3+的两个CCX间,以及与内存之间的数据交换,仍十分依赖并未集成在CCX中的内存控制器,延迟更高、带宽也受到限制。锐龙版内存带宽测试值在40GB/s(上图右)~67GB/s之间大幅波动,而酷睿版成绩稳定在67GB/s(上图左)水平上。后者各个核心采用环状结构,结构对称,并共享超大智能缓存,核心间、核簇(E核)间延迟水平一致。

   


   

另外,集显升级是锐龙6000系列的重点,Radeon 680M固定占用1GB内存,比前代产品有所减少,但问题依旧。锐龙版X13 Gen3系统可用内存为14.8GB,酷睿版机型则达到15.7GB。看似不多的内存差异,对Adobe全家桶的性能影响不小——容量与速度两个维度。

经过积极的改进,Zen3+焕发了新生,锐龙版X13 Gen3比Gen2大幅提升。但在12代酷睿革命性的提升映衬下,不禁黯然失色。1240P以酷睿i5之身,不仅规格,而且实际性能上压制锐龙7。更不要说在更低价格情况下,酷睿版X13 Gen3能够带给用户更多维度功能与特性的优势。

相对有限的性能提升加上价格的飙升。减少升级锐龙6000系列移动处理器,也就不难理解了,PC厂商已经把宝押在未来的产品上。


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