Intel 第 7 代 Core 處理器 (Kaby Lake) 架構解析與選購完全指南

在 Skylake 從 2015 年秋天上市之後經過了超過一年的時間 Intel 才推出了第七世代的 Intel Core 處理器架構,不過由於 10 奈米製程的難產,因此 Intel 並沒能如期端出先前在 Roadmap 上曾經多次出現的 Cannonlake (說起來 Cannonlake 也真夠命運多舛的,本來叫做 Skymont),而是在推翻了以往的 Tick-tock 發展策略改採三年一循環的「製程 (Process)」→「架構 (Architecture)」→「優化 (Optimization)」策略之後首次出現的「優化」環節-Kaby Lake。

其實 Intel 不是第一次拖稿了。

雖然 Intel 一直拖到 Kaby Lake 這一代才正式承認 Tick-tock 戰略已經隨著製程提升越來越困難而走不下去,但其實這並不是 Intel 第一次沒按照 Tick-tock 戰略的規畫推出產品,最近一次 Intel 未能預期端出新款處理器架構的紀錄其實是第四代的 Haswell 架構。

當時由於 14 奈米製程的良率一直拉不起來,有許多問題沒能趕在期限內解決,因此在 Haswell 與 Broadwell 這兩代之間 Intel 推出了除了時脈小幅提高之外幾乎沒有變化的 Haswell Refresh 作為墊檔產品 (而為了噱頭還把解鎖版的 Haswell Refresh 處理器另外起了個名字叫 Devil Canyon)。

至於為什麼當時要給解鎖版本取新名字其實是因為被另外命名為 Devil Canyon 的兩款 CPU 是唯二與其 Haswell 型號在物理層面上有差別的型號,Intel 在底下加入了額外的穩壓與雜訊處理電容使其得以在更高的時脈中運作,並且號稱更換了導熱係數更高的散熱介質 (不過坦白說,升級版的牙膏依然是牙膏,所以並沒有降低開蓋的風潮)。

Kaby Lake 到底改了甚麼?

相信現在很多正在考慮要不要升級的人最想知道的問題就是 Kaby Lake 到底在架構上與前代 Skylake 之間有甚麼差異吧?接下來就讓我來細數 Kaby Lake 與上代架構之間到底有哪些不同吧。

架構修改相當有限,製程小改進使時脈明顯提升

在 Kaby Lake 上 Intel 這次並沒有加入甚麼大的新功能,基本上就真的是以 Skylake 架構為基礎下去進一步榨出更多一點的性能而已 (其實在絕大多數測試結果上並沒有看到同時脈下性能方面有甚麼明顯的成長,雖然下面這張投影片顯示的性能提升百分比好像蠻多的,但請注意這是跟三年前的電腦比,不是跟 Skylake 比 XD)。

Kaby Lake 最主要的改變是出現在時脈設定、系列編成與內建顯示三個層面上,在跟第六代 Core 處理器對比的時候 Kaby Lake 的時脈通常高出一截,而且在 14nm+ 製程小改進的幫助之下,TDP 方面沒有出現甚麼增加,實際上時脈提升帶來的性能改進同時也是第七代 Core 處理器性能提升的最主要來源,所以其實你要說同樣基於 14 奈米製程的 Kaby Lake 是 Skylake 的超頻版與體質提升版其實也與實際情況相去不遠了。

Kaby Lake 是 Intel 有史以來第一次推出預設時脈高達 4.2 GHz 的處理器 (其中 i7-7700K 更支援高達 4.5 GHz 的 Turbo 時脈,說來諷刺當年 Pentium 4 一味追求拉高時脈而不可得,在 10 年後卻被從 Pentium!!! 老架構演化而來的 Core 架構達到了,甚至還繼續維持後勢看漲)。

全新的系列編成,低階產品大洗牌

在 Kaby Lake 當中最值得注意的變化其實除了預設時脈再次提升之外,最值得注意的變化就出現在系列編成上了 (Kaby Lake 這代市場部門的戲份難得比研發部門還多呢),先前已經幾乎固定下來只有 Core i3 與 Core i7 支援 Hyper-Threading、Core i5 以上四核心,以下則只有雙核心等規矩在這次終於有了比較大的改變 (不過 DT 平台的核心數量最高仍然是四個,根據目前所知的消息至少要到第八代 Core 處理器才會把六核心下放到 DT 平台)。

關於系列編成的詳細情況我會在後面的選購完全指南當中做詳細的說明。

內建顯示半代更新 (Gen 9.5)

整體來說 Kaby Lake 在電路與架構層級上出現最大的變化其實是出現在內建顯示的部分 (雖然也不是甚麼很大幅度的改革),這次 Intel 將 Skylake 內建的第九代整合圖形核心小幅升級了一番,帶來了更高階的影像解編碼能力。

最主要的差異點在於 Kaby Lake 搭配的 Intel HD Graphics 600 系列新增了對 4K H.265 10-bit 硬體解碼與 VP9 硬體解碼的支援,並且支援了 5K 解析度下的 30 Hz 畫面輸出能力,不過由於架構不變因此相較於上代的 HD Graphics 500 系列其實沒有太大差別。

Optane Memory 支援

最後一個跟 Kaby Lake 有關的新東西就是這個 Optane Memory 了 (說是這麼說,不過其實跟新的 200 系列晶片組比較有關係,只是 Intel 為了讓 7 代 Core 處理器不要那麼單薄所以規定了必須是 7 代 Core 處理器搭配 200 系列晶片組主機板才能使用 Optane Memory)。

在開始談這次加入的 Optane Memory 支援之前讓我們先聊聊甚麼叫做 Optane 技術吧。其實這東西原本的名字叫做 3D XPoint Technology,是由美光跟 Intel 合作開發的一種新式非揮發性記憶體晶片 (NVRAM),雖然仍然是記憶體晶片但是在運作原理上與以前的 NAND Flash、DRAM 顆粒全然不同 (不過 Intel 與美光並沒有提出很詳細的資訊,而且我也不打算在這篇當中用太多篇幅介紹這玩意,等 Optane 的產品實際上市之後我可能會再另外撰寫一篇文章介紹吧)。

既然不談運作原理,那我們就從實際看到的效果來一窺 Optane 技術吧,根據 Intel 官方的說法 Optane Memory 是一種介於記憶體與 SSD 之間的裝置,由於成本比起記憶體來說低了很多 (接近 SSD,容量密度是記憶體的十倍左右),速度上卻比普通的 SSD 快了將近千倍 (其實距離記憶體還有蠻長一段距離,但總是比 SSD 高很多了) 因此有了很大的發展潛力。

看起來 Optane 技術很好很強大,對吧?不過別急,我剛剛說過 Optane 的定位介於記憶體與 SSD 之間,實際上 Intel 也真的把 Optane 分成 Memory 與 SSD 兩個系列,SSD 的部份我們在今年下半年會陸續看到 Intel 把現有的 SSD 產品線全部轉移到 Optane SSD 系列中,但跟 CPU 比較有關的 Memory 的部分實際上還可以分成兩種,一種是用於一般電腦上的系統加速卡,另一種則是伺服器用的記憶體模組 (這邊 Intel 故意創造了一個名詞混淆,前者本質上跟現有的 SSD 比較像,跟現有的記憶體親緣關係比較接近的其實是後者),前者走的是一般的 PCI Express 通道,後者可能會與處理器直接連結 (因此可以作為記憶體之外的第二層資料暫存)。

而實際上 Kaby Lake 能支援的只有前者,後者只會被用於伺服器領域的 Skylake-EP (其實 Optane DIMM 的速度還是距離記憶體有相當的距離,之所以只用於伺服器領域主要其實是著眼於其「不會揮發」與「高密度」的特性,這對於提升伺服器的可靠度跟性能有很大的助益,Intel 方面並沒有打算用這東西取代現有的記憶體技術)。

相對於 DIMM 形式的 Optane Memory 來說,PCI Express 形式的 Optane Memory 亮點就不是那麼多了,據說 Intel 打算在接下來幾個月內推出一款稱為 Intel Optane Memory 8000p 系列的產品做為首發,而且容量最大只做到 32 GB (實質效益大概就是可以用它做為快取來讓 4K 讀寫性能取有一定幅度的提升吧,但卻要佔掉主流平台本來就已經為數不多的 PCI Express 通道,所以其實 DT 平台的用戶目前而言不需要對 Optane 技術太過興奮。而且其實現階段 Intel 拿出實驗室外的展示,如果不是投影片的話其實表現都還不太理想,讓人腦中難免浮現當年 Larrabee 計劃失敗的既視感)。

系列編成與選購完全指南

如同我昨天在 Facebook 粉絲專頁上說的,我找了又找卻發現 Kaby Lake 這一代在架構方面的改進其實還真的沒甚麼好寫 (其實這也不是很讓人意外的事情,畢竟還有一些東西要留著等 10 奈米製程的 Cannon Lake 再改,根據往例 Intel 在製程提升這一代裡面也會做一些架構優化),所以我就把選購指南也整併到這篇裡面跟新的系列編成規劃一起談了。

Core i7 系列 (DT)

首先看到的自然是 DT 平台的當家 Core i7 系列,相較於 Skylake 來說 Kaby Lake 在 Core i7 這層並沒有做甚麼改變,功能幾乎是一樣的 (採用完整版的 Kaby Lake-S 核心,因此能有的大概都有了,例如四核心、8 MB 快取、Hyper-Threading 技術與 AVX 2.0 的支援都完整具備),最主要的差異是時脈提升了不少,並且與上一代一樣只有規劃兩個一般電壓版本的型號 (鎖頻版與解鎖版各一款)。

處理器編號 i7-7700 i7-6700 i7-7700K i7-6700K
架構代號 Kaby Lake-S Skylake-S Kaby Lake-S Skylake-S
預設時脈 3.60 GHz 3.40 GHz 4.20 GHz 4.00 GHz
單核心 Turbo 時脈 4.20 GHz 4.00 GHz 4.50 GHz 4.20 GHz
雙核心 Turbo 時脈 4.10 GHz 3.80 GHz 4.40 GHz 4.00 GHz
三核心 Turbo 時脈 4.10 GHz 3.70 GHz 4.40 GHz 4.00 GHz
四核心 Turbo 時脈 4.00 GHz 3.60 GHz 4.40 GHz 4.00 GHz
TDP 65 W 65 W 91 W 91 W
快取大小 8 MB 8 MB 8 MB 8 MB
核心/執行緒 4C8T 4C8T 4C8T 4C8T
AVX 2.0 指令集 支援 支援 支援 支援
可信賴執行技術 (TXT) 支援 支援 不支援 不支援
內建顯示型號 630 530 630 530
台灣當地售價 10,500 10,000 11,500 11,000

基本上這次 Kaby Lake 核心的 Core i7 最大的改進就在於多核心狀況下的 Turbo Boost 時脈有了明顯的成長 (其實這一直以來都是 Intel 規格表的陷阱,很多人不知道 Intel 標的 Turbo 時脈其實只有在只用到單一核心的狀況下才跑得到那麼高,實際上全核心作用中的時候 Boost 效果是很有限的),以 i7-7700K 來說四個核心全開的狀況下時脈硬是比 i7-6700K 高出了 400 MHz (10% 的提升),而非鎖頻版的 i7-6700 與 i7-7700 也是這樣的情況。

至於選購方面由於 Intel 在這代產品當中價格並沒有明顯的調漲,且 Skylake 產品也沒有要調降的意思,所以我想目前組裝新電腦應該是不用去考慮 i7-6700 與 i7-6700K 這兩款了,倒是值得注意的是 i7-7700 與 i7-7700K 之間目前只相差一千塊,但時脈設定差距其實還蠻大的 (預設時脈直接差了 600 MHz,也就是 16.7% 的差距),即便不超頻我覺得這也是值得納入考慮的一點。

Core i5 系列 (DT)

中階市場的 Core i5 系列其實這次也沒有甚麼調整,與 Skylake 的配置一樣,基本上就只是 Core i7 核心為基礎砍掉 25% 的快取 (所以只剩 6 MB) 與對 Hyper-Threading 技術的支援而成。

處理器編號 i5-7400 i5-6400 i5-7500 i5-6500 i5-7600 i5-6600 i5-7600K i5-6600K
架構代號 KBL-S SKL-S KBL-S SKL-S KBL-S SKL-S KBL-S SKL-S
預設時脈 3.00 2.70 3.40 3.20 3.50 3.30 3.80 3.50
1C Turbo 3.50 3.30 3.80 3.60 4.10 3.90 4.20 3.90
2C Turbo 待補 3.30 待補 3.50 待補 3.80 4.10 3.80
3C Turbo 待補 3.20 待補 3.40 待補 3.70 4.10 3.70
4C Turbo 待補 3.10 待補 3.30 待補 3.60 4.00 3.60
TDP 65 W 65 W 65 W 65 W 65 W 65 W 91 W 91 W
快取大小 6 MB 6 MB 6 MB 6 MB 6 MB 6 MB 6 MB 6 MB
核心/執行緒 4C4T 4C4T 4C4T 4C4T 4C4T 4C4T 4C4T 4C4T
AVX 2.0 支援 支援 支援 支援 支援 支援 支援 支援
TXT 技術 支援 支援 支援 支援 支援 支援 不支援 不支援
內建顯示型號 630 530 630 530 630 530 630 530
台灣當地售價 6,100 5,900 6,700 6,600 7,300 7,300 8,000 7,800

※ Core i5 系列 Turbo 時脈設定待補

Kaby Lake 世代的 Core i5 系列時脈也有調整,但是幅度並沒有像 Core i7 系列那麼明顯,基本上以我個人的看法來說會覺得 i5-6400、i5-7400 是系列中特別不值得買的型號,畢竟跟 i5-7500 與 i5-6500 只差了一點錢時脈卻差距頗大,如果你打定主意要買入門款四核心的話,這幾百元我認為是值得花的。

除此之外 i5-7600 與 i5-6600 也是我認為比較不值得考慮的型號,畢竟在時脈設定上其實跟 i5-7500 與 i5-6500 距離不遠,但卻又不像 i5-7600K 與 i5-6600K 有著解鎖超頻的能力,多花這幾百塊其實是看不太到效果的,反倒是由於現在 Core i5-7600K 與 Core i7-7700 的差距拉開了所以反而比較有吸引力些。

Core i3 系列 (DT 2C)

這次 Kaby Lake 也跟以往的 Skylake、Haswell 一樣,在 DT 主流平台的部分設計了兩款不同大小的晶片,其中 Core i3 以下的系列是使用 2C (雙核心),並且支援 Hyper-Threading 技術與 AVX 2.0 指令集,然而這次 Core i3 系列是有一些新鮮事的,只是可能不是你我所期待的那種就是了。

處理器編號 i3-7100 i3-6100 i3-7300 i3-6300 i3-7350K
架構代號 Kaby Lake-S Skylake-S Kaby Lake-S Skylake-S Kaby Lake-S
預設時脈 3.90 GHz 3.70 GHz 4.00 GHz 3.80 GHz 4.20 GHz
TDP 51 W 51 W 51 W 51 W 60 W
快取大小 4 MB 4 MB 4 MB 4 MB 4 MB
核心/執行緒 2C4T 2C4T 2C4T 2C4T 2C4T
ECC 記憶體支援 不支援 支援 不支援 支援 不支援
AVX 2.0 指令集 支援 支援 支援 支援 支援
TXT 技術 不支援 不支援 不支援 不支援 不支援
內建顯示型號 630 530 630 530 630
台灣當地售價 3,600 3,500 4,800 4,700 未上市

如果沒有意外的話 Kaby Lake 全系列當中 C/P 值最低的應該就是 Core i3 系列了,相較於更低階的 Pentium 來說其實沒有太多優勢 (畢竟現在能夠充分利用 AVX 2.0 指令集的程式其實還不算多),但價格卻高出了不少,除此之外在 Kaby Lake 當中 Intel 首次針對 Core i3 低階入門市場推出了不鎖頻版本的 i3-7350K,不過儘管台灣還沒上市,但是目前已知的訊息是他的價錢不會比 i5-7400 來得低多少 (可能就只差幾百元),坦白說考慮到超頻之後溫度一定高,得換更好的風扇,供電需求也更高,我是不覺得推出這個型號有甚麼意義啦。

我的建議是如果你有打算買 Core i3 系列而且主要用途是遊戲的話,我建議考慮降為 Pentium 並把價差拿去買好一點的顯示卡比較實在,畢竟這代 Pentium 的時脈設定也不低,而且同樣是 2C4T 設定 (其實文書方面應該也是如此,把錢省下來買個好點的電源供應器或是固態硬碟比較划算,畢竟會用到 AVX 2.0 指令集的文書軟體到底存不存在?目前為止我是沒聽過)。

除此之外 Kaby Lake 還有一點要特別提醒的,從這代開始 Intel 把所有消費性 CPU (除了特別的客製款與特殊客訂型號之外) 的 ECC 記憶體支援能力拔掉了 (本來 Core i3、Pentium 是可以搭配 ECC 記憶體使用的,因為很多 NAS 用這等級的 CPU),所以有需要的人請認份一點捏上 Xeon E3,不然就只好去買 Skylake 的庫存囉。

Pentium 系列 (DT 2C)

本來被認為已經幾乎被放棄的 Pentium 品牌看起來在 G3258 之後有觸底反彈的傾向,而到了 Kaby Lake 這代更是看起來相當有重返榮耀的態勢,畢竟上次 Intel 調整 Pentium 系列的基本設定已經不知道是多少年以前的事情了,在這次調整之後 Pentium 系列幾乎把 Core i3 系列的生存空間給吃了個精光。

之所以會有這樣的問題主要是因為 Intel 在 Kaby Lake 這代的 Pentium 系列當中把 Hyper-Threading 技術給下放了的緣故,在這樣之後基本上 Pentium 系列與 Core i3 系列之間的差距就只剩下 AVX 2.0 指令集的支援能力與 1 MB 的快取記憶體了,然而這些東西卻不太能反映在日常使用跟目前多數的基準測試上,這使得 Pentium 系列與 Core i3 系列之間有著明顯的價格差距,但功能上差距卻不明顯。

處理器編號 G4560 G4400 G4600 G4500 G4620 G4520
架構代號 KBL-S SKL-S KBL-S SKL-S KBL-S SKL-S
預設時脈 3.50 3.30 3.60 3.50 3.70 3.60
TDP 54 W 54 W 51 W 51 W 51 W 51 W
快取大小 3 MB 3 MB 3 MB 3 MB 3 MB 3 MB
核心/執行緒 2C4T 2C2T 2C4T 2C2T 2C4T 2C2T
ECC 記憶體支援 不支援 支援 不支援 支援 不支援 支援
內建顯示型號 610 510 630 530 630 530
台灣當地售價 1,900 1,700 2,500 2,500 3,200 未上市

以我個人來說會比較推薦希望組裝文書機或是超輕量級遊戲機的人選購 Pentium G4600,在加上 Hyper-Threading 之後其實絕大多數人真的感受不出 Pentium 與 Core i3 之間的差別了,而之所以選 G4600 其實主要是考慮到內建顯示的部分,如果希望順跑普通畫質的英雄聯盟等遊戲的話,至少得用上 HD Graphics 630 才會有比較能接受的表現,如果不玩遊戲或是配置獨立顯示卡的話其實 G4560 也是值得考慮的型號,但 G4620 的價格太偏高我認為就不需要考慮了。

Celeron 系列 (DT 2C)

最後要看的就是入門中的入門-Celeron 系列的部分了,其實考慮到電腦的基本效能需求一般而言我是不太會推薦 Celeron 系列,畢竟時脈實在真的太低了 (Kaby Lake 世代也只小加了 100 MHz 而已)。

處理器編號 G3930 G3900 G3950 G3920
架構代號 Kaby Lake-S Skylake-S Kaby Lake-S Skylake-S
預設時脈 2.90 GHz 3.00 GHz 2.90 GHz 2.80 GHz
TDP 51 W 51 W 51 W 51 W
快取大小 2 MB 2 MB 2 MB 2 MB
核心/執行緒 2C2T 2C2T 2C2T 2C2T
ECC 記憶體支援 不支援 支援 不支援 支援
內建顯示型號 610 510 610 510
台灣當地售價 1,200 1,200 1,800 1,700

從價格方面應該可以很容易看出其實 Celeron 系列並沒有比 Pentium 系列便宜多少 (實際上 Intel 在生產的時候成本也確實如此,Pentium 的成本其實不會比 Celeron 的成本高出多少,而且到這等級連包裝、隨付的手冊與風扇都會變成重要成本因素了),因此一般而言我會建議多花幾百元升級到 Pentium G4560,特別是以 G3950 的狀況來說,只加一百元就多了 Hyper-Threading 而且時脈又高了一大截怎麼想都是划算的交易。

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