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ces2019 笔记本的新变化

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发表于 2019-7-11 14:42
8年前(2011年),英特尔通过“超极本”(Ultrabook),重新塑造了笔记本电脑的设计形态(图1)。联想Yoga、微软Surface、戴尔XPS13、惠普Spectre、LG Gram,这些翻转本、二合一、超轻薄笔记本其实都是超极本概念的延续。在CES2019中,英特尔再次提出了“Project Athena”(雅典娜计划)概念(图2),从而让我们有望摸清笔记本下一个8年的发展脉络。
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图1 :英特尔早期为超极本定制的“三步走”规划
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Project Athena诞生
2011年,英特尔提出超极本概念,是为了反击苹果MacBook Air。如今,厚度不足10mm,重量低于900g的极致轻薄笔记本已不鲜见,那笔记本未来的出路在哪里?
Project Athena(具体品牌名称还未最终确定,也许英特尔还会起一个类似“超极本”这种朗朗上口的代号),就是用来解决当前笔记本创新相对匮乏问题的产品规范。英特尔表示,Project Athena旨在带来一种新型的高级笔记本,并充分利用5G、AI等新一代技术,集一流的性能、超长续航时间、连接性、时尚美观的设计集于一身(图3),预计相关的产品会在2019年下半年面世。和超极本相比,Project Athena对笔记本的硬件搭配和设计要宽松许多。
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简单来说,Project Athena并不强制使用最新的10nm Ice Lake平台处理器,现有的U、Y系列酷睿处理器都能与其搭配。同时,Project Athena并不追求极致,比如一款笔记本的厚度低于9mm,那它可能就没有资格冠以Project Athena的称号了,因为这种极致轻薄的笔记本电池容量不够大。对于内置风扇的笔记本,Project Athena甚至允许它的厚度超过15mm。
没错,Project Athena更加强调笔记本的综合表现,英特尔移动创新部门总经理Josh Newman曾表示,Project Athena需要做三件事,一是聚焦的能力、二是适应一天之内用户需求变化及角色变化的能力、三是随时待命。比如,Project Athena需要有更加快速的响应时间,从休眠→唤醒→待命只需瞬间,在同时打开多个文件或程序时,Windows 10系统界面上将不再有“旋转的圆圈”。
此外,Project Athena普遍都会集成4G或5G基带(Snow Ridge ),并引入AI人工智能等新一代技术,可选英特尔2018年展示的功耗只有1瓦特的屏幕,而且还同时兼容Windows 10和Chrome系统,在开放性上走得比超极本更远。
总之,符合Project Athena规范的笔记本并不见得比现有的轻薄本更薄,但它的综合体验却能愈加趋于完美,并对搭载高通骁龙8cx芯片的“Always Connected PC”保持压制(性能碾压,续航相近)。目前,Project Athena已经得到了包括宏碁、华硕、戴尔、谷歌、惠普、群创光电、联想、微软、三星、华为、小米和夏普在内的无数合作伙伴的支持(图4)。如果不出意外,从2019年底开始,未来的轻薄本们就都将成为Project Athena概念的延续。
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10nm Ice Lake发布可期
按照经典的“嘀嗒”(Tick-Tock)战略,英特尔从2016年的第七代酷睿(Kaby Lake)开始就应该换装10nm工艺了。然而,由于种种原因10nm遭遇延期,逼得英特尔只能不断打磨现有的14nm,且在此基础上衍生出了14nm+和14nm++工艺并沿用至今。在CES2019中,英特尔终于宣布了10nm Ice Lake移动处理器最终的落地时间——2019年圣诞节前后(图5)。
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从已知的资料来看,Ice Lake平台移动处理器的CPU部分将基于“Sunny Cove”(阳光海湾)架构设计。早前GeekBench曝光了Ice Lake平台酷睿i5处理器的缓存信息,它的L1缓存从32KB提升到了48KB,L2缓存翻番到512KB,L3缓存则达到了8MB,这是一个令人欣喜的变化。要知道,从酷睿2时代起,英特尔就一直维持为每个核心仅配备32KB的L1缓存,L2缓存大都也仅是128KB。缓存容量的提升,理论上对Ice Lake实际性能的改善帮助很大。
Ice Lake平台移动处理器的GPU部分将集成英特尔第11代(Gen 11)核芯显卡,据悉它的浮点性能高达1TFlops,约等于英伟达GeForce GTX750,媲美AMD移动锐龙处理器内置的Vega 8核显。可以说,Ice Lake的出现将进一步压缩入门级独立显卡的生存空间,未来轻薄本独显的性能如果达不到GeForce MX150的级别,都不好意思塞进笔记本里。
此外,Ice Lake还有望支持LPDDR4X内存,并成为首个原生支持Thunderbolt 3(雷电3)的移动平台,同时它将最新高速的Wi-Fi 6无线标准作为标配,使用全新的AI指令集(DLBoost)来加速人工智能工作负载。总之,当Ice Lake将这些特性与超长的电池续航时间相结合,可以打造出超轻薄、超便携的设计(Project Athena的绝配),同时其性能和响应速度可保证用户更好的计算体验(图6)。
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无限可能的3D芯片封装技术
2017年底,英特尔携手AMD发布了“联合处理器”,即第八代酷睿处理器家族中的“Kaby Lake-G”平台,它将Coffee Lake-H架构的CPU、AMD Vega架构的GPU以及4GB HBM2显存封装在了同一颗芯片上(图7)。而将这些不同架构和工艺串联在一起的技术,则是一个名为“EMIB”(Embedded Multi-Die Interconnect Bridge,嵌入式多芯片互连桥接)工艺的2D封装技术。
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虽然EMIB属于2D封装技术,但它和业内常见的2.5D封装技术相比的技术含量更高。简单来说,传统2.5D封装整合的CPU核心、GPU核心、内存控制器及I/O核心都只能使用同一种工艺制造,而EMIB则允许多模块和多工艺的“混搭”,比如将10nm工艺的CPU和GPU、14nm的I/O单元和通讯单元、22nm的内存部分做成单一处理器,具有封装良品率高、无需额外工艺和设计简单等优点(图8)。
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总之,EMIB是处理器、独立显卡和高带宽内存之间的智能信息桥,并将这些组件紧密地联合在一个封装中,从而起到大幅节省空间,确保创新型轻薄设备能够提供高性能表现,更好地支持要求严苛的内容创作、游戏和虚拟现实体验。
可惜,EMIB依旧存在缺陷,那就是它只能不断在一个2D平面上覆盖芯片,整合的模块越多对芯片表面积的要求越大(图9),总有“地皮不够”的时候。为此,英特尔在2018年底的架构日活动中发布了全新的“Foveros”3D芯片封装技术,并在CES2019中展示了首批样品。
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和EMIB的2D封装不同,Foveros首次为CPU引入了3D堆叠设计(图10),将多芯片封装从单独一个2D平面,变为3D立体式的堆叠,从而大大提高集成密度,设计人员可以在新的产品形态中“混搭”不同工艺和技术的专利模块、存储芯片、I/O配置,并使得产品能够分解成更小的“芯片组合”(图11)。
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据悉,Foveros 3D封装的最下面是封装基底,其上是一个底层芯片(Bottom Chip),起到主动中介层(Active Interposer)的作用。中介层里还含有大量的TSV 3D硅穿孔,负责联通上下的焊料凸起(Solder Bump),让上层芯片和模块与系统其他部分通信。而在中介层之上,就可以继续堆叠不同工艺的模块了,比如CPU、GPU、内存、基带、传感器、功率调节器、无线电、光电子等,无论是英特尔自家IP还是第三方IP都可以和谐共处,客户完全可以根据需要自由定制。理论上,Foveros还能进一步PoP整合封装内存芯片(就好像手机主板上,通常都会将CPU和内存芯片封装在一起节省PCB主板空间)。
英特尔强调Foveros 3D封装虽然不一定能降低成本,但它的重点原本也不是成本,而是如何把最合适的IP放在最合适的位置上完成混搭,这才是真正的驱动力。在CES2019中,英特尔还展示了首款通过Foveros技术打造的“混合X86处理器”(Hybrid X86 CPU),一颗仅有12mm×12mm×1mm的芯片,其体积比一角硬币(美元)还要小(图12)!
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Lakefield向ARM宣战
在智能手机领域,高通、三星、海思、联发科每次发布全新的SoC,我们最关心的就是其集成了几颗大核、几颗小核、核心架构是个啥。比如麒麟980就采用了ARM原生的2×Cortex-A76(大核)+2×A76(中核)+2×A55(小核)(图13),而骁龙855则配备了由Cortex-A76魔改而来的Kryo 485核心组成了三丛集架构群。
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在ARM处理器领域,这种采用大小核搭配的技术就是“big.LITTLE”(后来又升级为“DynamIQ”),其初衷就是为了实现更好的能效比,听歌、看视频、看小说时只启动省电的小核工作,而玩游戏时则激活高性能的大核。
可以说,big.LITTLE和DynamIQ技术就是ARM和X86架构处理器之间最大的差异点之一,以往X86要想获得最佳能效比,只能依靠降低默认主频,拉高最高睿频加速频率的方式。那么,当X86处理器遇到了“大小核”,是不是一种非常梦幻的组合呢?
得益于Foveros 3D芯片封装技术,英特尔终于有机会向ARM宣战。在CES2019中,英特尔展示了一款代号为“Lakefield”的全新客户端平台,它的处理器部分(就是前文提到的混合X86处理器),就整合了一大四小五个CPU核心,颇有一番big.LITTLE的味道。
具体来说,Lakefiled是一套主板原型,其本质是一个片上系统(SoC)。它的CPU模块采用了最新的10nm工艺设计,并集成了1个Sunny Cove架构的“大核”(和Ice Lake平台相同),其拥有自己的0.5MB LLC缓存,主打高性能;Lakefiled还集成了4个Atom(有可能是Tremont新架构)的“小核”,共享1.5MB二级缓存,所有核心共享4MB三级缓存。同时,它还整合了第11代核芯显卡、内存控制器和各种I/O模块(图14)。以上这些元素,都被塞进了12mm×12mm×1mm的芯片内,其待机功耗只有0.002W,最高功耗也不超过7W,能效比较现有的酷睿M更高,完美体现了Foveros封装技术的优势。
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苹果MacBook 12的PCB主板应该是所有笔记本中最为迷你的代表,但它也有一个巴掌的大小(图15)。而英特尔展示的Lakefiled主板原型,其尺寸却仅和M.2 2280 SSD差不多大小,也就是两根手指的表面积(图16),但它却集成了包括处理器、内存、SSD、无线网卡、雷电3控制器等在内的完整PC组件(图17),加上电池、外壳和屏幕就是一款标准的笔记本。没错,Lakefiled的最大特色,就是可以进一步帮助笔记本瘦身,或是将更多的内部空间留给电池,结合其自身超省电的优势实现Always Connected PC的梦想。
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总之,无论是10nm Ice Lake处理器,还是Lakefield客户端平台,它们的出现都能进一步加速英特尔Project Athena创新计划,赋予未来笔记本以更多的可能。
AMD移动锐龙3000降临
作为英特尔最大的竞争对手,AMD自然不能眼睁睁看着英特尔继续在移动市场做大,在本届CES中AMD也首次曝光了第二代锐龙3000系列移动平台(图18),以及Athlon 300和第7代A系列处理器三大产品线,与英特尔的全线产品展开肉搏战。
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Ryzen 3000系列基于12nm Zen+架构设计(Ryzen 3 3200U为14nm),后缀带“H”的拥有35W TDP,而后缀带“U”的则为15W TDP版,分别适用于游戏本和性能级轻薄本(表1)。需要注意的是,这一次Ryzen 3000同级别的H系列和U系列参数完全相同,比如Ryzen 7 3750H和Ryzen 7 3700U,Ryzen 5 3550H和Ryzen 5 3500U之间只是TDP有别,这意味着Ryzen 7 3700U和Ryzen 5 3500U在笔记本散热足够好时,其爆发性能完全可以媲美H系列的兄弟。
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Athlon 300是AMD针对入门级市场定制的移动处理器,它基于12nm的第一代Zen架构设计,采用2核4线程,集成Vega 3CU的核显。而AMD第7代 A系列处理器此次也迎来了更新,A6-9220C和A4-9120C采用了老迈的28nm工艺,集成的GPU也是Radeon R5/R4(并非Vega架构),性能较为孱弱,主要用于Chromebook设备,与英特尔旗下的奔腾/赛扬对飙(表2)。
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AMD在2018年主打的移动锐龙处理器可以算是笔记本领域的一批黑马,当Zen架构的CPU和Vega架构的GPU结合后,以Ryzen 7 2700U和Ryzen 5 2500U为代表的处理器在轻薄本市场闯下了不俗的声望。然而,Ryzen 3000系列和上述前辈相比并没有太大的变化,只是CPU主频略有提升,GPU规格毫无变化。
根据AMD官方资料称,Ryzen 7 3700U的编辑视频性能比酷睿i7-8550U快29%,Ryzen 5 3500U网页载入速度比i5-8250U快14%(图19)。但是,英特尔的八代酷睿家族已经完成了由Kaby Lake Refresh(如i5-8250U)向Whiskey Lake平台(如i5-8265U)的进化,Ryzen 3000系列和Whiskey Lake相比,其优势已然被最大限度的稀释。
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虽然第二代锐龙3000系列处理器的性能可能没有达到不少玩家的预期,但只要它们能维持锐龙笔记本现有的性价比优势,无疑可以进一步提升AMD在轻薄本领域的竞争力。还有一个好消息是,AMD已经承诺Radeon Software Adrenalin(肾上腺素版驱动)将从Q1开始面向所有集成Vega的Ryzen处理器开放,届时搭载锐龙处理器的笔记本也将可以从中获益。
虽然英特尔发布的Project Athena、10nm Ice Lake、Foveros和Lakefiled都有着不俗的表现,但它们毕竟还处于“PPT阶段”,距离实物上市还有很长一段时间。因此,CES2019中最应引起我们关注的,还是那些已经“照进现实”的产品和技术。
来自屏幕的进化
对笔记本而言,“面子”往往比性能更重要,毕竟屏幕是和用户交互的最直接窗口。在CES2019中,不少新品都针对屏幕进行了优化升级。
3D玻璃屏驾到
在智能手机领域,三星Galaxy S系列是辨识度最高的机型之一,原因就是它采用了独特的3D曲面屏幕,着实让其他高端竞品羡慕嫉妒恨。此次,联想通过YOGA S940首次为笔记本换装了3D玻璃屏幕(仅限表面的保护玻璃),虽然没有太多实际意义,但屏幕边缘的3D曲面会让掀开屏幕时的手感更好(图1),而该产品还可选4K HDR屏幕规格,并内置AI智能助手,可实现诸如“刷脸”登录、实时翻译、声音智能识别、AI传感器人眼追踪、视频自动暂停与播放等体验。
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刘海屏玩跨界
如今“全面屏”已经制霸智能手机领域,而笔记本也在尝试通过超窄边框设计来提升屏占比。但是,想大幅压缩屏幕上边框的宽度很有难度,因为摄像头只有位于屏幕上方才能确保最完美的拍摄角度,如果上边框太窄就没有空间来安置摄像头了。
作为掀起窄边框风潮的代表,戴尔XPS 13就为了压缩屏幕边框而选择了摄像头下置,也因此饱受争议。在CES2019中,戴尔带了新一代XPS 13 9380,该产品引入了笔记本领域当前最小的四元透镜式摄像头(图2),2.25mm的大小可以和微边框融合在一起,从而弥补了前辈的遗憾。
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好消息是,以联想YOGA S940和华硕ZenBook S13为代表的新品(还包括ROG全新冰刃3s Plus等游戏本),将“刘海屏”元素引入到了笔记本领域,它们通过将屏幕顶部中央的特定位置加宽的方式,专门为摄像头(包括针对Windows Hello功能设计的红外镜头)等模块开辟空间,在不影响屏占比的情况下带来了更友好的视频聊天角度。
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既然提起了摄像头,那我们不得不提一下戴尔Latitude 7400二合一笔记本。这款产品在红外摄像头的基础上还增加了基于英特尔环境感应技术的接近传感器,它可以检测最远1米距离的运动。该产品可以感知到用户接近时自动亮屏,如果人脸识别判定为主人,还会省去键入密码的环节,享受无缝登录体验。
电竞屏升级240Hz
为了避免3D游戏出现画面撕裂和模糊等问题,高端游戏本纷纷以配备“电竞屏”为荣,而只要刷新率达到120Hz或144Hz的屏幕,就都能被冠以“电竞屏”的称号。如今,笔记本屏幕刷新率纪录终于被打破,惠普旗下的Omen 15(暗影精灵)提供了最高240Hz刷新率屏幕的可选配置(图4),结合英伟达RTX20系列独显可以带来更震撼的游戏画面表现。
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再现OLED屏
武装OLED屏幕曾一度是笔记本的一大卖点,比如惠普在CES2016上就曾带来过配备OLED屏幕的Spectre X360(13英寸版本)。但是,OLED因成本高、影响续航(白色显示太费电)而陆续被笔记本厂商们所抛弃。然而,在CES2019中,惠普竟然再次给新一代Spectre X360(15英寸版本)提供了OLED屏幕的可选配置,戴尔G7(17英寸)很快也会增加OLED屏幕的型号,这也许预示着大屏OLED的成本已经有所松动?可以预见,2019年OLED屏幕会成为更多新品的可选项(图5)。
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OLED屏幕有着更高的色域和对比度,可带来显著的画面提升
来自设计的变化
由于配置逐渐趋于同质化,新款笔记本想在一众竞品中突围,免不了在设计层面多下功夫。在游戏本领域,就逐渐开辟出了从光影特效到设计形态方面的两条突围路线。
联想发布的拯救者Y740(国内对应型号为Y9000K)为例,该产品除了更轻薄且将机身材质升级为三面全金属以外,还在左右两侧以及后部的四个出风口内都隐藏了可自定义颜色的LED背光灯,夜间从里面露出的灯光效果颇有一种野兽咆哮的感觉(图6)。此外,戴尔Alienware Area-51m同样在尾部也加入了一圈U型的背光灯,犹如来自未来的宇宙飞船推进器(图7),这种内外结合的炫酷背光特效,必将成为2019年度游戏本们竞相模仿的设计。
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在CES2019中,游戏本也出现了类似“二合一”的全新形态设计。首先就是宏碁掠夺者Triton 900,该产品通过Ezel Aero Hinge铰链设计,将17.3触控英寸屏幕固定在一个独特的支架中(类似设计宏碁曾在Aspire R14上使用过),从而可以进行360度翻转,带来笔记本、帐篷、演示和平板四种使用模式(图8)。别看Triton 900样子很唬人,但它的厚度其实还可以接受,在同尺寸游戏本中依旧具备较好的移动性。
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华硕Mothership GZ700(国内型号为超神X)的形态就好像超大号的Surface,它将主板、CPU、GPU、内存、硬盘和电池等硬件都集中在了17.3英寸屏幕后面,独特的“站立式”设计能将更多空气吸入其先进的散热系统当中(图9)。它的键盘分离和折叠设计可适应不同的场景,让用户可以自由地找到完美的摆放/使用位置。
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扩展阅读:双屏笔记本要来了
在CES2019举办前夕,美国商标和专利局还通过了来自戴尔的一项新专利:拥有多个可拆卸显示器的信息处理系统,其整体设计就是一台笔记本+多个可拆卸的显示器。(图10)。从戴尔提供的资料来看,用户可以将这样的信息处理系统用于方案演示,比如一块屏幕面对讲解者,另一块屏幕面向客户。当用户独自使用时,两个屏幕结合可提供更大的显示面积,无论是拓展显示还是复制双屏图像,都能在一定程度上提高工作效率。
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游戏本向两个极端迈进
随着英伟达GeForce RTX20系列移动显卡的发布,游戏本在3D性能上得以再进一步,结合八代酷睿处理器足以挑战同级别的台式主机。而为了让RTX20更加适合游戏本的散热环境,英伟达此次还大力推广Max-Q设计,而几乎所有的笔记本品牌,都已经或计划推出武装RTX20独显的新机了(图11)。
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如果你想进一步了解英伟达GeForce RTX20系列移动显卡的规格,请参考本刊2019年第4期《GPU的实力之谜 浅析台式机和笔记本显卡的性能差异》这篇文章。
虽然RTX20系列移动显卡的TDP功耗较GTX10系列有了大幅提升,但在Max-Q设计的帮助下并不影响游戏本们“减肥”。比如微星就在CES2019中发布了全新的GS75,别看它采用了17.3英寸超大屏幕设计,还塞进了最高RTX2080独显,但GS75的厚度却仅有18.95mm,2.25kg的重量比很多15.6英寸游戏本还要轻盈(图12)。华硕旗下的ROG冰刃3s Plus的配置和GS75相似,而18.7mm的厚度也使其成为了最薄的17英寸游戏本。此外,宏碁发布的掠夺者Triton 500同样是新一代的性感游戏本,它采用15.6英寸屏幕且可选RTX2080独显,但整机重量却仅有1.85kg,堪比同尺寸的轻薄本。
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当然,游戏本越薄,它同时就需要承担更大的散热压力,售价也会随之上涨。因此,为了追求更顶级的性能动力,游戏本除了更轻薄,同样也朝着更强大的道路上迈了一步。其中最具代表性的产品就是前文中提到的Alienware Area-51m,“台式机可超频CPU和可升级CPU/GPU模块”就是这款产品的最大亮点。
简单来说,Area-51m搭载的是第九代酷睿i7-9700K或i9-9900K桌面处理器,显卡方面则是MXM标准的RTX2060/2070/2080移动显卡(可替换升级),通过内置的Command Center软件还能对CPU进行一键超频,豪华的散热模具和双适配器设计(图13),让它无需担心碰上功耗墙和温度墙,从而获得媲美同配置台式机的游戏动力。
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当你拿到本期杂志时,武装RTX20系列独显的游戏本应该已经大量上市了,虽然它们的售价都比搭配上代GTX10系列独显的型号贵了不少,但从实际的游戏体验来看还是值得发烧级玩家投资的。对普通用户而言,降价后的配备GTX1060独显的老型号,也已经可以纳入候选名单了。
扩展阅读:DUAL-DIRECT GFX增强显示技术
联想在Y9000K身上带来了一个名为“DUAL-DIRECT GFX”的增强显示技术,其主要功效就是增强性能和降低功耗。我们都知道,英特尔每一颗移动处理器内都附赠了免费的核芯显卡,因此每款游戏本其实都内置了双显卡(少数机型会屏蔽核显),它们的显示原理是始终通过核芯显卡直连屏幕,经独立显卡处理的游戏画面,也需要通过核芯显卡才能输出到屏幕上,存在一定的性能耗损。而“DUAL-DIRECT GFX”就是一种切换机制,在在增强模式下,Geforce RTX独立显卡可以直连屏幕(屏蔽核显),最大限度发挥显卡性能;而在混合模式下则由核显负责画面输出,暂时屏蔽独显,较增强模式可以增加40%~50%的续航时间(图14)。
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来源:CFAN

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