Intel Arrow Lake架構解析：功耗降幅逾30%，單核性能+8%、多核性能+15%

Intel Arrow Lake架構解析：功耗降幅逾30%，單核性能+8%、多核性能+15%

2024年10月10日星期四下午11:00:00 [台北標準時間]

羽神翼

延續 Lunar Lake 的低功耗優勢，Intel 正式推出代號 Arrow Lake 的 Core Ultra 200S 桌上型處理器，主打低功耗的高性能運算力，更首度在高性能桌上型平台加入擅長高效率 AI 運算的 NPU。

Arrow Lake 如同 Lunar Lake，也是主要核心全部使用 TSMC 台積電製程的處理器產品，包括使用 TSMC N3B (3nm) 製程的 Compute Tile（晶片塊）、使用 TSMC N5P (5nm) 製程的 GPU Tile、使用 TSMC N6 (6nm) 製程的 I/O Tile 和 SOC Tile，再以 Intel Foveros 3D 技術封裝在 22nm 製程的 Intel 1227.1 Base tile。

Compute Tile 核心架構

Arrow Lake 的 Compute Tile 內部核心也跟 Lunar Lake 同樣由 Lion Cove 微架構 P-core 與 Skymont 微架構 E-core 構成，最多配置 8 顆 P-core + 16 顆 E-core，P-core 無 Hyper-Threading，所以總執行緒數量為 24。

先來看遊戲玩家最重視的 P-core，相較前代 Raptor Lake Refresh 的 Raptor Cove 微架構，Lion Cove 微架構盡可能為單執行緒的每瓦效能和每單位面積效能最佳化。

搭配更寬廣的預測和調度機制、拆分向量與整數排序引擎、強化記憶體子系統，每顆 P-core 分配到 3 MB 的 L2 快取，並導入以 AI 為基礎的電源管理，結合更精細（精確到 16.67 MHz）的時脈間隔，IPC（每時脈週期指令數量）性能較 Raptor Cove 提升 14%。

再來看到多工用戶需求較大的 E-core，相較前代 Raptor Lake Refresh 的 Gracemont 微架構，Skymont 微架構強化分支預測、更深的列隊提升平行處理能力、更寬廣的指令分配撤銷機制，擁有 2 倍 AI 吞吐量與 2 倍 L2 快取頻寬，每組 E-core 叢集（4 顆）共享 4 MB 的 L2 快取，IPC 性能可大幅提升 32%。

不過 L3 快取的配置狀況與前代相同，依舊是總量 36 MB 由所有核心共享。

Thread Director

有了全新的核心微架構，如何把工作負載分配到正確的核心也同樣重要，這時就需要 Intel 與微軟密切合作的 Thread Director 技術。

相較於前代 Raptor Lake Refresh，Arrow Lake 新版 Thread Director 在 E-core 擁有硬體級的預測機制以提供更好的負載分類，搭配全新 P-core 遙測基礎以獲得更準確的執行緒方向，再加上強化過的預測模型帶來更明確且可控的調度機制，讓 P-core 在需要性能時更快接手運算負載。

Intel Arrow Lake 架構 Core Ultra 200S 系列處理器

綜合以上特性，來看 Arrow Lake 最高階的 Core Ultra 9 285K 的性落點。相較前代旗艦 Core i9-14900K，單核性能提升 8%、多核性能提升 15%。相較競爭對手 AMD 最高階的 Ryzen 9 9950X，單核性能領先 4%、多核性能領先 13%。

功耗

Intel Arrow Lake 架構 Core Ultra 200S 系列處理器

功耗控制是 Arrow Lake 最重要的細節，在更先進的架構設計和台積電 N3B 製程的雙雙加成下，相較前代的能源效率平均可提升 30%。如若要達成與前代旗艦 Core i9-14900K 相同的多核性能，Core Ultra 9 285K 功耗只需要一半約 125W，此時對手旗艦 Ryzen 9 9950X 仍需大約 175W。

另一方面，在輕負載運算情境下，Core Ultra 9 285K 所需功耗相較 Core i9-14900K 可減少 40% 以上，最多可在 Zoom 視訊會議減少達 58%。

涼爽的遊戲環境

Intel Arrow Lake 架構 Core Ultra 200S 系列處理器

相較於前代 Core i9-14900K，Arrow Lake 的 Core Ultra 9 285K 在遊戲方面的表現有增有減，平均並沒有明顯增長。然而，在性能相近的情況下，功耗卻有明顯降低。根據 Intel 釋出的資料，Arrow Lake 的 Core Ultra 9 285K 系統功耗平均低於 Core i9-14900K 約 80W。

近期最受歡迎的《黑神話：悟空》（Black Myth: Wukong）因為 CPU 占用率不高，所以只減少了 37W，不過像是《決勝時刻：現代戰爭 3》（Call of Duty: Modern Warfare III）、《F1 24》等近年 AAA 大作也減少了 50W 以上，《刺客教條：幻象》（Assassin's Creed: Mirage）減少幅度達 79W，《戰鎚 40K：星際戰士2》（Warhammer: Space Marines 2）甚至可減少 165W。

由於功耗減少，CPU 溫度也隨之降低，Intel 列出幾款 AAA 遊戲，Core Ultra 9 285K 的運作溫度比 Core i9-14900K 平均降低了 13°C，《虹彩六號：圍攻行動》（Rainbow Six Siege）這種 CPU 負載較大的遊戲甚至可降低 17°C。

Intel Arrow Lake 架構 Core Ultra 200S 系列處理器

跟競爭對手相比，Core Ultra 9 285K 在遊戲方面原則上跟 Ryzen 9 9950X 或 Ryzen 9 7950X3D 打得有來有回，實際表現仍需靜待實測解禁。

對了，Intel 還提到，如果是次旗艦 Core Ultra 7 265K，它的遊戲性能可以維持在略低於 Core i9-14900K 約 5% 的水準，但功耗可以進一步降低 188W，很適合對於遊戲性能有要求但對於多和性能需求較低的玩家。

X^e-LPG GPU Tile

Arrow Lake 內顯使用與 Meteor Lake 同架構的 X^e-LPG 內顯，不過規模只有 Meteor Lake 內顯的一半，配置 1 片 Render Slice，內含 4 組 X^e 核心，共 64 個向量引擎與 4 個光線追蹤單元，性能大於 Core i9-14900K 內顯的 2 倍。

由於支援 DP4a 指令加速，可提供約 8 TOPs 的 AI 算力。

內建 NPU 的 SoC Tile 與擴充支援性極佳的 I/O Tile

有鑑於近期生成式 AI 應用越來越豐富，Intel 首次在桌上型處理器加入 NPU，位於 SoC Tile 內。Arrow Lake 使用的是與 Meteor Lake 筆電處理器同規模的 2 顆 NPU 3 架構核心，AI 算力來到 13 TOPs，比 Meteor Lake NPU 的 11.5 TOPs 略高一點點。

在 CPU 支援 AVX 和 VNNI 指令可提供約 15 TOPs 的 AI 算力，連同 GPU 的 8 TOPs 和 NPU 的 13 TOPs，Arrow Lake 處理器的總 AI 算力可以達到 36 TOPs 左右。當然，別忘了 Arrow Lake 畢竟是桌上型電腦平台，擴充 NVIDIA GPU 還可進一步大幅提升 AI 算力

與 Meteor Lake 類似，Arrow Lake 的媒體引擎、視訊輸出和記憶體控制器被分配在 SoC Tile。

Arrow Lake 的媒體引擎最高可以支援 8K/60p 的 AV1 硬體編碼與 8K/120p 的 AV1 硬體解碼，當然舊有的 HEVC (H.265)、VP9、AVC (H.264) 都有支援。

視訊輸出則是最多可供應 4 組 4K / 60 Hz HDR 視訊或 1 組 8K / 60 Hz HDR 視訊或。Full HD 1080 與 WQHD 1440p 則都可以支援至 360 Hz。

記憶體控制器這次完全捨棄 DDR4，改成只對應 DDR5，但包括 UDIMM、CUDIMM、SODIMM、CSODIMM 等模組都可支援。原生時脈最高可跑到 6400 MT/s，單一插槽最大容量可達 48 GB，所以 4 條插槽最大支援總容量可達 192 GB。

擴充性方面，Arrow Lake 處理器本體可提供 20 條 PCIe 5.0 與 4 條 PCIe 4.0 通道。

其中 16 條 PCIe 5.0 通道被分配在 I/O Tile，通常是供應顯卡連接用的。相較於前兩代 Alder Lake / Raptor Lake 只有 16 條 PCIe 5.0 通道且只能被拆分稱兩組 8 條通道，Arrow Lake 這 16 條可以被拆分成 2 組 8 條或 1 組 8 條 + 2 組 4 條，自行調整程度較高。

剩下的 4 條 PCIe 5.0 通道和 4 條 PCIe 4.0 通道被分配在 SoC Tile，這 2 組通常被分配成 M.2 SSD 通道。

另外，Arrow Lake CPU 首次整合 2 組 Thunderbolt 4 介面於 I/O Tile，支援雙向 40 Gbps 頻寬，只要主機板有佈線即可提供。

Z890 晶片組

由於 Arrow Lake 處理器封裝改成 LGA 1851，所以必須搭配新款主機板，Intel 同步推出 Z890 晶片組來對應。

Z890 晶片組提供多達 24 條 PCIe 4.0 通道。USB 3.2 有 32 組通道，可分配成 5 組 20 Gbps 或 10 組 10 Gbps 另搭 10 組 5 Gbps 介面，USB 2.0 則有 14 組。SATA 3.0 則最高有 8 組。

Z890 晶片組還原生整合 Wi-Fi 6E 和藍牙 5.3 無線傳輸介面，無須獨立晶片，主機板只需要布線即可。

當然，如果有需求，Z890 晶片組主機板仍可透過獨立晶片，擴建包括 4 組 Thunderbolt 5（雙向 80 Gbps 或單向最大 120 Gbps 頻寬）、2.5 GbE 有線網路，以及 Wi-Fi 7 與藍牙 5.4 無線模組。

Intel Arrow Lake 架構 Core Ultra 200S 系列處理器

Core Ultra 200S 處理器詳細性能實測請靜待台灣時間 10 月 24 日 23:00 解禁。

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