工藝就是戰(zhàn)斗力酷睿M——平板電腦的夢想之芯

X86 PC陷入“抑郁”時代

自從2010年蘋果推出第一代iPad以來，傳統(tǒng)X86架構(gòu)的PC就全面進(jìn)入了“抑郁”時代，這種新形態(tài)ARM架構(gòu)平板電腦的性能雖然談不上強(qiáng)悍，但極致的便攜性與豐富的APP，卻成為了消費(fèi)者打發(fā)碎片化時間的最佳利器。于是，曾經(jīng)輝煌的上網(wǎng)本徹底“歇菜”，被寄予厚望的超極本也沒能改變PC的頹勢。

還好，在步入2014年之后，X86 PC終于在與平板電腦的較量中找到了“感覺”。在Wintel聯(lián)盟（微軟和英特爾）的努力下，基于BayTrail-T平臺設(shè)計的低端Windows 8.1平板電腦（搭載Atom Z37x x處理器的產(chǎn)品）終于跌破了千元大關(guān)，而武裝酷睿處理器的高端Windows 8.1平板電腦（如Surface Pro 3）也具備了不俗的便攜性。

可惜就目前的Windows 8.1平板電腦而言，低端產(chǎn)品雖便攜但性能不夠給力，而高端產(chǎn)品性能雖強(qiáng)但身材卻不夠“性感”（圖1），恰好處于低不成高不就的尷尬狀態(tài)。那么，如果可以將兩類產(chǎn)品的優(yōu)勢相結(jié)合，讓“便攜”與“性能”完美融合，無疑將成為Windows 8.1平板電腦徹底翻身的重要籌碼。而想實現(xiàn)這個夢想，則需要得到來自“芯”的支持。好消息是，來自英特爾旗下的新一代酷睿M（Core M）處理器，就是可以將“便攜”與“性能”完美融合的“夢想之芯”。

代號Broadwell-Y的“夢想之芯”

其實早在2009年的IDF大會上，英特爾就宣布了要向SoC（System on Chip，系統(tǒng)級芯片）轉(zhuǎn)型的計劃，旨在降低行業(yè)門檻，著重發(fā)展移動設(shè)備?？上?，以iPad為代表的iOS和Android平板電腦卻搶占了先機(jī)，此類設(shè)備借助將CPU、GPU、內(nèi)存控制器等芯片集于一身的SoC大幅瘦身并降低功耗，并最終奠定了平板電腦迅速崛起的物理基礎(chǔ)。

為了應(yīng)對平板電腦的挑戰(zhàn)，英特爾在2011年5月正式提出了“超極本”（Ultrabook）概念，以極致的18mm纖薄機(jī)身吹響了反擊的號角。而超極本纖薄的秘密，則源于超低功耗版的酷睿處理器。比如第一代超極本搭載的Sandy Bridge（TDP為18W）、第二代超極本搭載的Ivy Bridge（17W）、第三代超極本搭載的Haswell（15W）。需要注意的是，直到2013年的Haswell時代，英特爾才完成了單芯片SoC（整合了CPU、GPU和芯片組）的進(jìn)程。這些超低功耗處理器的性能雖然有所下降，但其發(fā)熱量相對較低。

得益于這些“超低功耗之芯”，超極本在2013年衍生出了“二合一”產(chǎn)品線（像微軟Surface Pro也可歸類于二合一超極本），而英特爾也借此機(jī)會推出了全新的Y系列產(chǎn)品線，Ivy Bridge-Y和Haswell-Y系列的TDP分別為13W和11.5W（比如酷睿i5-4200Y），以滿足二合一或純平板電腦設(shè)備的設(shè)計需要（圖2）。

可惜，即使是Y系列處理器，它們也逃不出散熱風(fēng)扇的“詛咒”。哪怕是Windows 8.1平板電腦領(lǐng)域的標(biāo)桿之作，微軟Surface Pro 3的機(jī)身厚度依舊達(dá)到了9.14mm，原因就是需要借助散熱片、純銅熱管、風(fēng)扇才可“鎮(zhèn)壓”處理器全速工作時的發(fā)熱量（圖3）！這些相對復(fù)雜的散熱模塊勢必增加產(chǎn)品的厚度。

想讓二合一設(shè)備或平板電腦徹底與散熱風(fēng)扇“絕緣”，這就要求SoC的整體功耗小于6W。在22nm工藝時代，酷睿級別的SoC想達(dá)到這個目標(biāo)無疑是癡心妄想。但是，當(dāng)14nm工藝時代來臨后，代號為“Broadwell-Y”的SoC終于實現(xiàn)了這個偉大的夢想。

引領(lǐng)時代的14nm工藝

我們都知道，處理器是由無數(shù)個晶體管構(gòu)成的，而制程工藝就是處理器在生產(chǎn)過程中集成電路的精密度。制程工藝越先進(jìn)，意味著我們可以在有限的面積上集成更多晶體管，從而獲得性能的提升以及功耗和發(fā)熱量的降低。英特爾“Broadwell-Y”的制程工藝從Haswell的22nm升級到了14nm，也是目前世界上最先進(jìn)的半導(dǎo)體生產(chǎn)技術(shù)（圖4）。

英特爾的14nm工藝技術(shù)引入了第二代Tri-Gate（FinFET）三柵極立體晶體管技術(shù)。以晶體管鰭片為例，Broadwell-Y的晶體管鰭片高度從Haswell的34nm增至42nm，而晶體管鰭片的間距卻從60nm縮小到42nm（圖5），這意味著Broadwell-Y可提高晶體管鰭片的集成密度，并讓鰭片變得更高更薄以便改善驅(qū)動電流和性能。

由于Broadwell-Y恰好處于英特爾Tick-Tock（工藝年-構(gòu)架年）發(fā)展周期的“Tick”，因此它主要還是以提升工藝為主要目標(biāo)，在CPU架構(gòu)方面只是微調(diào)，在同頻率下其CPU運(yùn)算性能相較Haswell會有5%左右的提升。

在GPU方面，Broadwell-Y所集成的HD5300核芯顯卡在底層架構(gòu)上與Haswell集成的GPU相近，具備24個執(zhí)行單元。不過，HD5300在API方面有了大幅提升，支持DX11.2、OpenGL4.2和OpenCL2.0，甚至已經(jīng)領(lǐng)先于NVIDIA旗下最新的麥克斯韋架構(gòu)（僅支持DX11.0）。

總體來說，Broadwell-Y在性能上只能算是穩(wěn)步提升，它最大的改進(jìn)還是體現(xiàn)在了能耗表現(xiàn)上。比如，英特爾以前的CPU每提升1%的性能就會帶來1%的功耗提升（1：1），而Broadwell-Y則可實現(xiàn)2：1的能耗比，每提升2%的性能，功耗只會增加1%。

酷睿M的“瘦身計劃”

我們可以將“Broadwell-Y”視為“Haswell-Y”系列的下一代產(chǎn)品，只是英特爾將其獨(dú)立為全新的“酷睿M”品牌，并取消了i3、i5、i7的命名機(jī)制，而是以酷睿M-5Yx0的稱號示人（表1）。

簡單來說，酷睿M家族處理器（SoC）最大的亮點(diǎn)就是將TDP從Haswell時代的11.5W大幅降低至4.5W，成為歷史上首款無需風(fēng)扇輔助散熱的酷睿處理器。此外，酷睿M芯片的封裝面積也從Haswell的40mm×24mm×1.5mm縮減至30mm×16.5mm×1.05mm，整整瘦身50%（圖6）。另一方面，酷睿M所需的周邊零件數(shù)也較Haswell所需周邊零件數(shù)更低，用更小的PCBA（電路板）就可設(shè)計出完整功能的產(chǎn)品（圖7、圖8）。

據(jù)悉，如果用酷睿M打造平板電腦，只需鋁質(zhì)后殼就可應(yīng)付芯片的散熱需求。這意味著，廠商再也不必想辦法往平板電腦體內(nèi)塞散熱片、熱管和風(fēng)扇了，可以輕松打造出比iPad Air和iPad mini更輕薄的設(shè)備！

以“酷?！敝_保性能

可能有同學(xué)會問了，現(xiàn)在基于BayTrail-T平臺（22nm）設(shè)計的Windows 8.1平板電腦也很輕薄，而且也無需風(fēng)扇散熱啊，酷睿M依靠14nm工藝才能讓平板變得更輕更薄有啥可牛氣的？答案很簡單，BayTrail-T只有“上網(wǎng)本”的性能，而酷睿M則可帶來中高端超極本的表現(xiàn)！

通過表2我們不難發(fā)現(xiàn)，酷睿M-5Y70已然具備了超越酷睿i5-4300U的性能，而Atom Z3740D和其根本沒有可比性。要知道，酷睿i5-4300U的TDP高達(dá)15W，但它卻被TDP僅為4.5W的酷睿M-5Y70所超越，這足以體現(xiàn)出14nm酷睿M的不凡實力。

我們不妨試想一下，當(dāng)有一款厚度不足9mm、重量只有600g、性能超越Surface Pro 3的Windows 8.1平板電腦擺在你面前時，你能不動心嗎（圖9）？此外，Broadwell-Y不僅限于10.1英寸或更大尺寸的平板電腦，往下它能塞入更迷你的8英寸平板電腦體內(nèi)，往上它還能被用在類似MacBook Air的筆記本身上，而且它們都無需風(fēng)扇散熱，可以實現(xiàn)進(jìn)一步的瘦身。面對如此性感的PC產(chǎn)品，你有沒有躍躍欲試的沖動？

看不見的續(xù)航改善

除了可以進(jìn)一步幫助設(shè)備瘦身，并提供領(lǐng)先上代Haswell平臺性能的前提下，酷睿M的另一個顯著特點(diǎn)就是可大幅度延長設(shè)備的續(xù)航時間。在配備相同容量鋰電池的Haswell與Broadwell-Y平板電腦的續(xù)航時間對比上，后者在常見應(yīng)用環(huán)境下都可延長超過1小時的待機(jī)能力（表3）。當(dāng)然，這也是意料之中的事情，畢竟酷睿M省去了風(fēng)扇部件的額外耗電（圖10），而且TDP也只有Haswell的1/3。

不得不面對的挑戰(zhàn)

作為“夢想之芯”，酷睿M可以為平板電腦或二合一設(shè)備帶來翻天覆地的變化，但它現(xiàn)在也不得不面對一個尷尬的現(xiàn)實：產(chǎn)能。

英特爾很實在，公開表示過14nm是其迄今為止所面臨過的最艱難挑戰(zhàn)（圖11），初期良品率極低，至今也才剛達(dá)到量產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)，預(yù)計2015年第一季度才能追上目前22nm處理器的產(chǎn)能水平。換句話說，目前英特爾14nm處理器正遭遇良品率和產(chǎn)能的雙重限制，而這也是英特爾為什么僅在2014年首發(fā)超低功耗的酷睿M，而針對傳統(tǒng)筆記本和臺式機(jī)的14nm產(chǎn)品都延期到了2015年的原因。

換句話說，制約酷睿M迅速發(fā)展的首要因素就是成本?，F(xiàn)階段酷睿M處理器的采購成本約70美元～100美元，另外還必須支付60美元給微軟，單就芯片方面的成本就已經(jīng)超過了1000元人民幣?？梢?，未來一個時期內(nèi)基于酷睿M設(shè)計的產(chǎn)品不會很便宜，喜歡嘗鮮的玩家還得掂量著點(diǎn)錢包的厚度。

小結(jié)

酷睿M可謂是“后PC時代”的風(fēng)向標(biāo)，它可以讓傳統(tǒng)筆記本、二合一設(shè)備、平板電腦同時具備超便攜、高性能和長續(xù)航的三大優(yōu)勢。此外，由于酷睿M采用了更高集成度的SoC和PCBA，進(jìn)一步降低了廠商端的研發(fā)門檻，這意味著它“有機(jī)會”像BayTrail-T一般，以公板工模的形式吸引深圳中小品牌加盟。如果真有那么一天，一款性能媲美Surface Pro 3而價格卻可能不足3000元的“高端”Windows 8.1就不再是夢想了。

據(jù)悉，如果用酷睿M打造平板電腦，只需鋁質(zhì)后殼就可應(yīng)付芯片的散熱需求。這意味著，廠商再也不必想辦法往平板電腦體內(nèi)塞散熱片、熱管和風(fēng)扇了，可以輕松打造出比iPad Air和iPad mini更輕薄的設(shè)備！

以“酷?！敝_保性能

可能有同學(xué)會問了，現(xiàn)在基于BayTrail-T平臺（22nm）設(shè)計的Windows 8.1平板電腦也很輕薄，而且也無需風(fēng)扇散熱啊，酷睿M依靠14nm工藝才能讓平板變得更輕更薄有啥可牛氣的？答案很簡單，BayTrail-T只有“上網(wǎng)本”的性能，而酷睿M則可帶來中高端超極本的表現(xiàn)！

通過表2我們不難發(fā)現(xiàn)，酷睿M-5Y70已然具備了超越酷睿i5-4300U的性能，而Atom Z3740D和其根本沒有可比性。要知道，酷睿i5-4300U的TDP高達(dá)15W，但它卻被TDP僅為4.5W的酷睿M-5Y70所超越，這足以體現(xiàn)出14nm酷睿M的不凡實力。

我們不妨試想一下，當(dāng)有一款厚度不足9mm、重量只有600g、性能超越Surface Pro 3的Windows 8.1平板電腦擺在你面前時，你能不動心嗎（圖9）？此外，Broadwell-Y不僅限于10.1英寸或更大尺寸的平板電腦，往下它能塞入更迷你的8英寸平板電腦體內(nèi)，往上它還能被用在類似MacBook Air的筆記本身上，而且它們都無需風(fēng)扇散熱，可以實現(xiàn)進(jìn)一步的瘦身。面對如此性感的PC產(chǎn)品，你有沒有躍躍欲試的沖動？

看不見的續(xù)航改善

除了可以進(jìn)一步幫助設(shè)備瘦身，并提供領(lǐng)先上代Haswell平臺性能的前提下，酷睿M的另一個顯著特點(diǎn)就是可大幅度延長設(shè)備的續(xù)航時間。在配備相同容量鋰電池的Haswell與Broadwell-Y平板電腦的續(xù)航時間對比上，后者在常見應(yīng)用環(huán)境下都可延長超過1小時的待機(jī)能力（表3）。當(dāng)然，這也是意料之中的事情，畢竟酷睿M省去了風(fēng)扇部件的額外耗電（圖10），而且TDP也只有Haswell的1/3。

不得不面對的挑戰(zhàn)

作為“夢想之芯”，酷睿M可以為平板電腦或二合一設(shè)備帶來翻天覆地的變化，但它現(xiàn)在也不得不面對一個尷尬的現(xiàn)實：產(chǎn)能。

英特爾很實在，公開表示過14nm是其迄今為止所面臨過的最艱難挑戰(zhàn)（圖11），初期良品率極低，至今也才剛達(dá)到量產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)，預(yù)計2015年第一季度才能追上目前22nm處理器的產(chǎn)能水平。換句話說，目前英特爾14nm處理器正遭遇良品率和產(chǎn)能的雙重限制，而這也是英特爾為什么僅在2014年首發(fā)超低功耗的酷睿M，而針對傳統(tǒng)筆記本和臺式機(jī)的14nm產(chǎn)品都延期到了2015年的原因。

換句話說，制約酷睿M迅速發(fā)展的首要因素就是成本。現(xiàn)階段酷睿M處理器的采購成本約70美元～100美元，另外還必須支付60美元給微軟，單就芯片方面的成本就已經(jīng)超過了1000元人民幣?？梢姡磥硪粋€時期內(nèi)基于酷睿M設(shè)計的產(chǎn)品不會很便宜，喜歡嘗鮮的玩家還得掂量著點(diǎn)錢包的厚度。

小結(jié)

酷睿M可謂是“后PC時代”的風(fēng)向標(biāo)，它可以讓傳統(tǒng)筆記本、二合一設(shè)備、平板電腦同時具備超便攜、高性能和長續(xù)航的三大優(yōu)勢。此外，由于酷睿M采用了更高集成度的SoC和PCBA，進(jìn)一步降低了廠商端的研發(fā)門檻，這意味著它“有機(jī)會”像BayTrail-T一般，以公板工模的形式吸引深圳中小品牌加盟。如果真有那么一天，一款性能媲美Surface Pro 3而價格卻可能不足3000元的“高端”Windows 8.1就不再是夢想了。

據(jù)悉，如果用酷睿M打造平板電腦，只需鋁質(zhì)后殼就可應(yīng)付芯片的散熱需求。這意味著，廠商再也不必想辦法往平板電腦體內(nèi)塞散熱片、熱管和風(fēng)扇了，可以輕松打造出比iPad Air和iPad mini更輕薄的設(shè)備！

以“酷?！敝_保性能

可能有同學(xué)會問了，現(xiàn)在基于BayTrail-T平臺（22nm）設(shè)計的Windows 8.1平板電腦也很輕薄，而且也無需風(fēng)扇散熱啊，酷睿M依靠14nm工藝才能讓平板變得更輕更薄有啥可牛氣的？答案很簡單，BayTrail-T只有“上網(wǎng)本”的性能，而酷睿M則可帶來中高端超極本的表現(xiàn)！

通過表2我們不難發(fā)現(xiàn)，酷睿M-5Y70已然具備了超越酷睿i5-4300U的性能，而Atom Z3740D和其根本沒有可比性。要知道，酷睿i5-4300U的TDP高達(dá)15W，但它卻被TDP僅為4.5W的酷睿M-5Y70所超越，這足以體現(xiàn)出14nm酷睿M的不凡實力。

我們不妨試想一下，當(dāng)有一款厚度不足9mm、重量只有600g、性能超越Surface Pro 3的Windows 8.1平板電腦擺在你面前時，你能不動心嗎（圖9）？此外，Broadwell-Y不僅限于10.1英寸或更大尺寸的平板電腦，往下它能塞入更迷你的8英寸平板電腦體內(nèi)，往上它還能被用在類似MacBook Air的筆記本身上，而且它們都無需風(fēng)扇散熱，可以實現(xiàn)進(jìn)一步的瘦身。面對如此性感的PC產(chǎn)品，你有沒有躍躍欲試的沖動？

看不見的續(xù)航改善

除了可以進(jìn)一步幫助設(shè)備瘦身，并提供領(lǐng)先上代Haswell平臺性能的前提下，酷睿M的另一個顯著特點(diǎn)就是可大幅度延長設(shè)備的續(xù)航時間。在配備相同容量鋰電池的Haswell與Broadwell-Y平板電腦的續(xù)航時間對比上，后者在常見應(yīng)用環(huán)境下都可延長超過1小時的待機(jī)能力（表3）。當(dāng)然，這也是意料之中的事情，畢竟酷睿M省去了風(fēng)扇部件的額外耗電（圖10），而且TDP也只有Haswell的1/3。

不得不面對的挑戰(zhàn)

作為“夢想之芯”，酷睿M可以為平板電腦或二合一設(shè)備帶來翻天覆地的變化，但它現(xiàn)在也不得不面對一個尷尬的現(xiàn)實：產(chǎn)能。

英特爾很實在，公開表示過14nm是其迄今為止所面臨過的最艱難挑戰(zhàn)（圖11），初期良品率極低，至今也才剛達(dá)到量產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)，預(yù)計2015年第一季度才能追上目前22nm處理器的產(chǎn)能水平。換句話說，目前英特爾14nm處理器正遭遇良品率和產(chǎn)能的雙重限制，而這也是英特爾為什么僅在2014年首發(fā)超低功耗的酷睿M，而針對傳統(tǒng)筆記本和臺式機(jī)的14nm產(chǎn)品都延期到了2015年的原因。

換句話說，制約酷睿M迅速發(fā)展的首要因素就是成本?，F(xiàn)階段酷睿M處理器的采購成本約70美元～100美元，另外還必須支付60美元給微軟，單就芯片方面的成本就已經(jīng)超過了1000元人民幣?？梢?，未來一個時期內(nèi)基于酷睿M設(shè)計的產(chǎn)品不會很便宜，喜歡嘗鮮的玩家還得掂量著點(diǎn)錢包的厚度。

小結(jié)

酷睿M可謂是“后PC時代”的風(fēng)向標(biāo)，它可以讓傳統(tǒng)筆記本、二合一設(shè)備、平板電腦同時具備超便攜、高性能和長續(xù)航的三大優(yōu)勢。此外，由于酷睿M采用了更高集成度的SoC和PCBA，進(jìn)一步降低了廠商端的研發(fā)門檻，這意味著它“有機(jī)會”像BayTrail-T一般，以公板工模的形式吸引深圳中小品牌加盟。如果真有那么一天，一款性能媲美Surface Pro 3而價格卻可能不足3000元的“高端”Windows 8.1就不再是夢想了。