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从Surface Book看核芯显卡发展未来

发布时间:2016-01-29 10:02:21  来源:中关村在线    背景:

  2015年十月,微软发布会,Surface Book石破天惊横空出世,席卷头版头条,获得了媒体和舆论的热烈关注和高度赞誉。作为一款二合一产品,Surface Book的组合形态给人以震撼人心的印象。

  随着国行的上市和更多资料信息的披露,Surface Book的GPU独显方案越来越完整的呈现在人们面前。抛开热插拔的方便不谈,Surface Book相比Surface Pro多出来的这块显示芯片功用几何?消费者们对此的关切无疑是非常值得探究的。Surface Book作为一款国民明星产品,其核显与独显的对照对GPU行业的发展轨迹有着很强的指示意义,今天我们就来聊一聊这个话题。

从Surface Book看核芯显卡发展未来

  从Surface Book看核芯显卡发展未来

从Surface Book看核芯显卡发展未来

  Surface 家族Gpu对比表格

  通过对比我们可以发现Surface Pro 和Surface Book总共涵盖了四款GPU。结合其他信息,他们按照3D性能强弱依次是Iris HD540、Geforce GPU、HD520和HD515。其中,Surface Pro 4的顶配处理器i7 6650U配备了GT3(参数 图片 文章)E最高等级的核芯显卡Iris HD540,Surface Book的高阶版本拥有HD520和Geforce GPU双显卡,而普通的Surface Book和Surface Book拥有的都是GT2级别的核显HD520/515。

  由此,我们可以知道,Surface Book和Surface Pro 4的主要差别其实就在于核显上——毕竟低压双核处理器的性能差距基本等于日常并不敏感的微弱频率差距。Surface Book多出来的底座与其说是为了增加续航和USB扩展能力,毋宁说就是为了加上这块独显附赠了一个手感不错的实体键盘。

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Surface Book Pcmark8 续航时间为6小时22分 仅比Surface Book多不足两小时

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  坊间的早期猜测都是GTX950M

  在发布会上,微软官方宣称这款Nvidia独显经过Xbox One的团队调教之后可以实现13寸苹果Macbook Pro的两倍性能,因而激起了粉丝们的无限期待——GM107核心的GTX950M要入驻了吗?要知道Macbook Pro 13寸的Iris 6100属于锐炬家族的高端型号,而最近两年以来核显的进步声浪一浪高过一浪。 然而当Surface Book最终的GPU规格尘埃落定时,还是有许多网友表达了自己的困惑。

  谁是谁的两倍?靠谱么?

  于是我们可以将这样的期待拆解成三个命题——苹果Iris 6100两倍性能是什么概念?Surface Book搭载的独显是否兑现了两倍性能的宣传?大家对Surface Book的期待是否符合实际?

  首先,在国内的网络舆论中,给Macbook装Windows是一件见不得人的羞耻事情,受制于更新频率和散热条件苹果的Windows Bootcamp驱动也未必在图形性能上发挥出GPU的全部性能。所以,Mac下游戏和游戏测试工具的双重匮乏让如何界定Macbook 13的GPU性能成为一件不容易达成共识的事情。

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  Surface Book宣传声势浩大

  其次,Surface Book对13寸Macbook Pro的2倍GPU性能究竟体现在什么领域,这不是一个简单的“Powerful”就能解释的问题。

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  两倍?哪方面的GPU性能是两倍呢?

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  Surface Book 的GPU只是带宽略有增加的940M马甲

  最后,发布会刚结束时大家对Surface Book的期待——GTX950M级的性能并未出现在我们这个位面的现实世界。Surface Book的GPU属于发布很久的940M位宽加强版,甚至核心频率还有所降低,与GTX950M之间的性能差距倒是接近一倍。从最粗略的角度来讲,我们可以大略地讲至少“黑科技”粉丝们的期待一度确实过于乐观,造成这种失败的原因一一定隐藏在某个概念环节上。

  3D游戏起底还原GPU坐标系

  为了验证上述三个命题,我们找来了两组3D游戏的数据来分析一下他们背后的关系。考虑到3Dmark跑分在民间舆论中的客观性屡遭质疑,我们选取了《古墓丽影9》这款3D大作来作为桥梁衡量这几款GPU的性能。

  虽然我们的同事拥有真正的Macbook Pro 13但是其硬盘已满,暂时无法安装Windows,所以我们找来了同款GPU(CPU不同型号但同属低电压系列)的另一款笔记本电脑的测试数据,这款本本搭载了第五代酷睿低电压处理器,内置GPU正是Iris 6100。

  由于测试用本采用了1366*768分辨率而Surface Book的屏幕不支持此纵横比也不允许古墓丽影游戏在此分辨率下内屏运行,我们特意通过MiniDP转接了外置显示器实现同配置输出。

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  外接显示器实现同分辨率输出

  最后,为了验证GTX950M这个万众期待的梗究竟如何来由,我们拽过来了搭载GT3(参数 图片 文章)E完整满血无限制TDP版Iris Pro 6200最强核显的桌面i7 5775C处理器,以旁观证明这个2倍的来源。

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  对比用本 单通道 1366*768最低画质 平均32.4fps

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Surface Book 独显 1366*768最低画质 平均48.2fps(因内外屏分配问题Fraps字体偏小)

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  Surface Book 独显 1080P 普通画质 平均39.7帧

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  桌面完整版Iris Pro 6200性能

  首先,在1366*768分辨率最低画质下,Surface Book的GPU——我们姑且称之为940M完整版,实际上还是达不到的两倍的,考虑到对比用本只采用了单通道4GB内存,那么距离两倍的目标差的还比较多。

  其次,在1080P分辨率下,I7 5775C搭载的Iris Pro 6200以大幅优势击溃Surface Book搭载的完整版“940M”,考虑到古墓丽影9 并不是一款对处理器敏感极高的游戏(移动低电压处理器的峰值频率不低且拥有四线程),Surface Book的GPU是没有希望战胜完整版不限制TDP的最强核显Iris Pro 6200的。

  最后,造成人们对于Surface Book GPU期待过高局面,有人们高估了移动版Iris 6100的性能的因素在里面,且不说两者之间差了edram的片外缓存,其TDP差异也是非常大的。桌面GTX950M其实刚好是上一代锐炬Iris Pro 5200的两倍性能,而人们普遍认为下一代的Iris 6100在增加了EU单元的情况下即使没有片外缓存也不会若于Iris Pro 5200太多,一来二去,GTX950M就这么被无辜群众的目光寄托到了Surface Book的身上。

  事实上,同为Iris系列产品,能够解锁功耗的游戏本/桌面产品,与其他条件相同但不能解锁功耗的产品相比,性能已经相差很多,如果再拿去和低电压平台对比,那就谬以千里了。锐炬虽好,也有满血残血之分,用满血锐炬估计Surface Book性能的人自然就会失望了。

  功耗——阿克琉斯之踵

  在2015年初,笔者曾经借助华硕的一款重型游戏本进行过Iris Pro 5200的性能测试。在游戏测试结束后,笔者当时层对比过Iris Pro 5200平台放开TDP限制后与桌面平台的功耗对比——真正满血的Iris Pro 5200与不超过Pcie 供电上限75显卡之间的功耗差距并不大。

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  HD6750 D3 地铁2033功耗

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  Iris Pro 5200 地铁2033 功耗

  在2015年,Iris Pro登录越来越多的平台,整合各种信息,我们会发现,满血状态的Iris Pro 5200真实功耗可能在30-40瓦级别浮动,这与人们印象中核芯显卡自带节能光环的形象大相径庭。

  事实上,经常关注苹果笔记本的用户可能早就发现过这种端倪,桌面版的HD4600核显其实很多情况下性能是超越只有15W TDP的苹果版HD5000性能的——即便后者的EU单元规格是前者的两倍。

从Surface Book看核芯显卡发展未来

HD4600频率飙升后甚至可以接近满血的Iris Pro 5200 默认频率击败移动HD5000很轻松

  无独有偶,在2015年夏秋登场的Skylake架构CPU全面铺开登录移动端后,ZOL笔记本频道的技术编辑们普遍发现,制程架构双更新的Skylake 核显相比去年同期大行其道的移动版HD4600们性能增长幅度极大,相比早前过渡的Broadwell核显HD5000系列,Skylake的HD500系列显卡虽然理论图形测试分数相近,但实际游戏性能进步也同样很大。

  这对一个猜想实现了某种程度的佐证,在Haswell时代,移动核芯显卡与CPU部分争夺TDP导致降频,损失异构处理器整体性能的现象是存在的,单独更新制程的Broadwell架构核显虽然在功耗绝对水平上得到了下降,但电源管理却不及架构革新的Skylake平台,所以同规格的核显还是第六代酷睿发挥水平明显更好。

  核芯显卡作为与CPU高度融合的显示芯片,在待机功耗的控制上无疑不是独立显卡可以攀比的对象,但是其满载功耗较高的一些问题确实影响了其本该顺利发展的性能飞跃之路。

  苏菲伯独显 不为游戏只为加速

  英特尔是PC行业的科技引领者,这不仅仅体现在其CPU\GPU等芯片性能上,也体现在对各种技术支持的前瞻性和领导性上。至少在4K与H265的元年上,Skylake 核显在高清解码与播放上并不弱于Surface Book(网友戏称苏菲伯)搭载的那个940M——HEVC H265编码的10bit片源独显硬解功能只有GM206核心的GTX960与GTX965MDX才能支持完全,Titan X都要歇菜,相比之下天湖的8bit支持甚至还优于大量现役N卡。

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  核显完美硬解HEVC 4K视频

  事实上,Surface Book特殊定制版的Nvidia显卡驱动控制面板并不允许视频播放器调用独显去解码4K视频,而这款本本CPU内置的HD520 也不负众望,轻松解码HEVC成功。

  对比之下,Surface Book 这款独显GPU的使命终于浮出水面——专业应用软件的CUDA加速。在Adobe软件家族中苏菲伯的这款协处理器功能可以明显体现出来。

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  PR 水银加速提升效率

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  Lightroom 蒙版独显GPU效果显著

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  独显让Ps 修图选区不再卡顿

  Adobe Premier CC可以支持视频Nvidia GPU的视频特效实时预览;Adobe Lightroom CC可以支持Nvidia GPU对照片的裁切、旋转、蒙版渲染进行有效家族;大名鼎鼎的Photoshop在处理2400万像素照片时,核显状态下快速选区功能卡的生活不能自理,而搭载Nv独显的低电压笔记本则运转如飞。。。。

  其实不仅仅是Adobe系列软件,也不仅仅局限于Surface Book,经过多年耕耘的Cuda系列通用计算和加速功能已经在业界开花结果,而Intel核显作为后来者仅能参与软件支持力度有限的OpenCL——现实却是,在诸多软件中核显加速是不能开启的。

  结论:他山之石可以攻玉

  俗语有云,那里跌倒在哪里爬起来。其实对于我们正在蓬勃发展的核芯显卡来说,面临暂时的软件兼容困境和电源管理瓶颈都不是特别大的障碍,有英特尔这颗枝繁叶茂的大叔,这些暂时的不足要解决起来还是很有希望的。

  但是,需要警惕的是,就像《冰与火之歌》中斯塔克家族的那句凛冬将至一样,摩尔定律即将失效是所有半导体产业从业者一直熟悉的一句话。Intel的制程更新脚步已经慢了下来,最新的10纳米推迟,14纳米工艺要坚持整整三代架构,而Intel一直以来的核显性能增长主要依靠的还是规模增益,在没有新制程支撑的情况下,未来核芯显卡的功耗状况是否会继续恶化呢?

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  Surface Book 具有开创意义

  此外,任何一个行业标准的确立都需要引导者进行艰苦卓绝的努力与耕耘才能获得不确定的收益,英特尔架构的核芯显卡OpenGl性能本身就是弱势,如果核显不能在OpenCL加速上打开新局面,那么在核芯显卡在专业准专业领域的扩张势必要有所局限。

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未来如果核显发展顺利 Surface Book后续产品形态应当也会改变

  因此,我们有理由认为,核芯显卡发展的更好未来需要更加深入挖掘硬件架构的节能特性,同时更多的完善驱动,加强对更多领域的功能支持,这些措施将有利于核芯显卡度过暂时的制程难关,也未未来打下更好的基础。

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