2015-07-19
14nm制程Broadwell微架構
Intel Core i7-5775C處理器詳細評測
文: John Lam / 評測中心


Intel 正式出貨全新 14nm 制程、 「 Broadwell 」 微架構 Desktop 處理器產品線,型號包括為 Core i5-5675C 及 Core i7-5775C ,受惠於制程進步與微架構改良,浮點性能與功耗表現進一步改善,更內建 Intel Iris Pro 6200 繪圖核心及 128MB eDRAM 記憶體,令繪圖性能大幅強化,並相容於現有 Intel 9 系列晶片組主機板平台。 HKEPC 編輯部找來全新 Core i7-5775C 處理器樣本與上代「 Haswell 」微架構 Core i7-4790K 處理器進行詳細性能測試。



遲來的 「 Tick 」 -- 14nm Broadwell 處理器

 

為拉開與對手之間的技術距離, Intel 自 2006 年開始推動「 Tick-Tock 」矽與微架構發展戰略,每年均會推出具備改良微架構的全新制程或大幅改良的微架構設計,以迎合處理器市場的未來發展需求。其中「 Tick 」代表推出具有增強微架構的新一代矽制程技術,與相對的「 Tock 」代表推出全新微架構,而每個「 Tick-Tock 」週期大約為 2 年。

 

Tick-Tock

 

2013 年 6 月, Intel 正式發佈了代號為「 Haswell 」的第四代 Core 處理器產品,基於 22nm 制程、 3D 電晶體技術,在微架構設計上作出大幅改良,是最近一次的「 Tock 」。按照既定規劃,緊接登場的全新 14nm 制程產品,代號「 Broadwell 」處理器的第五代 Core 處理器原定於 2014 年第三季上市,結果 Intel 14nm 制程初期良率不乎預期,「 Broadwell 」處理器能初期只能滿足低功耗產品線,時脈難以提升令它無法完全與「 Haswell 」處理器完成世代交替。

 

直至 2015 年 6 月, 14nm 制程良率問題最終得以解決,基於「 Broadwell 」微架構的高時脈 Mobile 型號與 Desktop 產品線才能順利登場,可是具備全新微架構的「 Tock 」、 14nm 制程「 Skylake 」處理器即將在 2015 年 8 月 5 日正式上市,「 Broadwell 」處理器產品線壽命變得十分短暫。

 

14nm 制程、第二代 Tri-Gate 電晶體

 

Intel 「 Broadwell 」微架構處理器的主要改良在於全新 14nm 制程技術,採用第二代 Tri-Gate 3D 電晶體技術,相較上代 22nm 制程技術,全新的 14nm 3D 電晶體 Fin Pitch 密度亦由 60nm 降至 42nm ,相較上代縮減 30% ,而 Fin 的高度 Fin 的高度則由 34nm 進一步上升至 42nm ,有助增加電流驅動效率及提升電晶體性能,同時令 Transistor Fin 數可由 3 個減少至 2 個,令晶片的密度能進一步提升,更低的電容值提高了電源效率。

 

14nm

 

此外, Transistor Gate Pitch 由的 90nm 降至 70nm ,相較上代縮減 22% ,同時 Interconnect Pitch 亦由 80nm 降至 52nm ,相較上代縮減 35% ,如果制作同樣的 SRAM Cells ,上代需佔用 0.108µm² , Intel 全新 14nm 第二代 Tri-Gate 3D 電晶體技術則可縮減至只有 0.0588µm² ,所需空間減少達 46% 。

 

如果把 Intel 14nm 第二代 Tri-Gate 3D 電晶體技術,與 TSMC 16nm 制程及 SAMSUNG 14nm 制程相比的, Transistor Gate Pitch 分別為 90nm 、 78nm , Interconnect Pitch 為 78nm 、 64nm ,其電晶體做得更細、更密、擁有更高的電路集成度,在技術上存在著一定差距。

 

14nm

據 Intel 表示,全新 14nm 第二代 Tri-Gate 3D 電晶體技術將會運用至不同範疇的處理器,由低功耗的 Mobile 、 Tablet 產品線、主流運算市場的 Notebook 、 Desktop PC ,至高性能的工作站及伺服器領域,有效提升低電壓下晶片的性能表現,並進一步降低電晶體的漏電情況。

 

如果與上代 Intel 22nm 制程相比,全新 14nm 第二代 Tri-Gate 3D 電晶體技術因為 Transistor Interconnect Pitch 的改進,令功耗能下降 25% ,其 Idle 模式時的最低工作電壓可進一步降低 20% ,對於低電壓型號的處理器提供更大的動態工作時脈範圍,電晶體漏電情況進一步減少 10% ,同時提供在相同的晶片面積下加入更多功能、更多運算核心。

 

14nm

 

14nm Broadwell Desktop 產品規劃

 

由於 14nm 制程轉換過程並不順利﹐初期良率欠佳而且時脈難以提升,導致 14nm 「 Broadwell 」微架構 Desktop 處理器,由原定 2014 年下半年上市,最終要延至 2015 年 6 月才能登場,距離下代 14nm 「 Skylake 」 微架構處理器上市僅差距 2 個月時間。

 

按照 Intel 處理器最新規劃, 14nm 「 Broadwell 」微架構 Desktop 產品線僅擁有 5 款型號,包括支援 Socket 1150 處理器接口的 Core i5-5675C 、 Core i7-5775C 及採用 BGA 1364 封裝的 Core i5-5575R 、 Core i5-5675R 及 Core i7-5775R 。

 

C 系列是今代首次出現的型號,代表具備高性能繪圖核心的 LGA Socket 處理器,主攻進階用家的 DIY PC 零售市場, R 則代表是面向 PC 業者使用的 BGA 處理器,主攻高性能 All-in-one PC 產品市場。

 

全新「 Broadwell 」 Desktop 處理器產品線將不會推出進一步擴展低階型號,直接變成由 14nm 「 Skylake 」微架構與上代 22nm 「 Haswell 」微架構進行世代交替,「 Broadwell 」 Desktop 系列只是過渡性產品,某程度上是為了對兌現 9 系列主機板支援 14nm 第五代 Core 處理器的市場誠諾。

 

 Core i5-5675CCore i7-5775CCore i5-5575RCore i5-5675RCore i7-5775R
Process14nm14nm14nm14nm14nm
MicroarchitectureBroadwellBroadwellBroadwellBroadwellBroadwell
PackageLGA1150LGA1150BGA1364BGA1364BGA1364
Cores44444
Threads48448
IMCDDR3/2CHDDR3/2CHDDR3/2CHDDR3/2CHDDR3/2CH
Base Clock3.1GHz3.3GHz2.8GHz3.1GHz3.3GHz
Turbo Clock3.6GHz3.7GHz3.3GHz3.6GHz3.8GHz
UnlockYYNNN
IGPIris Pro Graphics 6200Iris Pro Graphics 6200Iris Pro Graphics 6200Iris Pro Graphics 6200Iris Pro Graphics 6200
IGP Clock1.1GHz1.15GHz1.05GHz1.1GHz1.15GHz
TDP65W65W65W65W65W
PriceUS$276US$377US$244US$265US$384
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