解析Intel第12代處理器，混核架構、DDR5、PCIe 5.0迎接新時代

半導體大廠英特爾（Intel）在今年10月下旬，正式推出代號 Alder Lake 的 Intel 第12代處理器，象徵電腦核心零組件，再次進入了改朝換代的新階段。

眾所周知，Intel 的主流 CPU 產品，在14奈米製程卡關了相當長的一段時間，雖然處理器超頻時脈仍不斷提升，但效能上卻僅有「擠牙膏」式的進步，這不僅引來許多消費者感嘆，更使原來位處落後的 AMD 逮住機會，透過 Zen 架構彎道超車藍軍，一度成為x86處理器的領跑者。

隨著 Intel 第12代處理器推出，這場高效能運算領域的「紅藍大戰」，終於又再度掀起波瀾，Intel 不僅端出大幅度更改的 CPU 核心架構，更偕同次世代 DDR5記憶體、PCIe 5.0規格助拳，配合眾所矚目的「Intel 7」全新製程，改善功耗與發熱程度，誓言奪回PC遊戲與電腦日常應用的領先地位。

在本次的特別企畫中，我們除了會解說 Intel 在第12代處理器上所做出的種種改變，更會一併介紹與之搭配的Z690晶片組主機板，以及 DDR5、PCIe 5.0兩項未來電腦產業界的共通規格，帶領讀者們迎接PC新時代。

首波6款處理器涵蓋高中低階

Intel 在10月下旬推出的第12代處理器，總計只有三種等級、六款產品，分別為 Intel Core i5-12600K、Core i7-12700K與 Core i9-12900K，以及這三款處理器與之對應的KF版本。

這六款處理器全部採用嶄新的 Intel 7製程打造，其中 Intel Core i9-12900K為最高規格的旗艦產品，透過8個效能核心、8個效率核心組合成共16核心、24執行緒，最大超頻時脈為達到驚人的5.20GHz，基礎功耗落在125W，至於30MB的 Intel Smart Cache（L3快取）也稱得上歷年來最豪華。 

	Intel Core i5-12600K（F）	Intel Core i7-12700K（F）	Intel Core i9-12900K（F）
核心數量	10（6P+4E）	12（8P+4E）	16（8P+8E）
執行緒合計	16	20	24
L2快取合計	9.5MB	12MB	14MB
Intel Smart Cache（L3）	20MB	25MB	30MB
基礎時脈（P／E）	3.7／2.8GHz	3.6／2.7GHz	3.2／2.4GHz
最大超頻時脈（P／E）	4.9／3.6GHz	4.9／3.8GHz	5.1／3.9GHz
TBM 3.0最大時脈	不適用	5.0GHz	5.2GHz
TDP／最大功耗	125W／150W	125W／190W	125W／241W
建議售價	289美元	409美元	589美元

▲ Intel 第12代處理首波發表六款產品，K與KF版本規格相似，但F版 CPU 不具備內顯輸出能力；P代表效能核心，E代表效率核心。

規格命名原則不變

第12代 Intel 處理器延續以往桌機產品線的命名規則，即 Core i5、i7產品適用於主流玩家市場，而 Core i9 CPU 則專為發燒友所準備，目前仍尚未看見 Core i3以下的 Alder Lake 產品。

凡是隸屬第12代處理器的產品，其五碼數字將皆以「12」為開頭；K後輟代表不鎖倍頻且具超頻能力；F後輟則是未具備內建顯示晶片，故消費者選用KF或F版 CPU 時，必須搭配獨立顯示卡才得以輸出畫面。

以目前推出的六款 CPU 產品來看，同一等級的K版與KF版處理器，於規格上僅差別在內顯的有無，但未來 Intel 是否會透過更精準的「刀法」，切出細部情況稍有區別的 CPU，現在仍屬未知數。

▲ Intel 第12代處理器回歸以往慣例，先以桌上型電腦產品打頭陣，隨後為筆電準備的行動版本才會跟上。

內顯效能亦有進化

在內顯方面，Intel 第12代處理器統一換上採用 Intel 7製程、Xe架構打造的顯示晶片，即三款具備內顯的 CPU 皆搭載了 Intel UHD Graphics 770。

這三款桌機 CPU 的Xe內顯運作頻率，雖相較於前代產品有著大幅提升，但卻會隨處理器等級而有些微差異，例如 Intel Core i9-12900K內顯的最高運作頻率可達1550MHz，而 Core i5-12600K則僅有1450MHz。

整體售價微幅調漲

無論參考美金定價或台灣通路售價，消費者應該不難發現，Intel 第12代處理器全線產品都有著相當顯著的漲幅，幾乎都較第11代處理器貴上50美元左右，尤其 Intel Core i9-12900K要價新台幣18,700元，確實並非人人都能承受得起。

半導體製程越先進，想提高良率就越困難，身為最新推出的頂級產品，短時間內消費者若想買到便宜的新款 CPU，應該不是件容易的事情。此外，Intel 也指出至今年Q4結束為止，官方大約可以出貨「約數十萬顆」第12代處理器，到了明年數量則會更大，或許屆時通路價格能變得更加親民。

混核架構搭配Windows 11

若要談到 Intel 第12代處理器最大的改變，莫過於顛覆x64 CPU 傳統的「混核架構」。Alder Lake 處理器透過「效能核心」（Performance Core，簡稱 P-Core ）與「效率核心」（Efficient Core，簡稱 E-Core ）組成，兩種核心在系統的調度下互相協調工作，試圖找到高效能運算與功耗、發熱之間的平衡。

新架構不應被視為大小核

通常外界在描述處理器領域混合式架構時，會導入ARM所帶來的觀念，將其稱為「大小核」。但是，Intel 指出利用「大小核」來解釋 Intel 所推出的x86混核架構，例如本次的 Alder Lake CPU，事實上不夠精確也不太正確。

Intel 表示，效能核心與效率核心所具備的功能完全相同，並非如同ARM架構的大小核一樣，在特定功能性上會有所差異。換句話說，Intel x86混核架構的 P-Core 與 E-Core，無論數量、組合如何搭配，它們全都是「完整的核心」，並沒有等級階層之分，它們能夠平等且高度相容所有運算任務。

▲Intel 第12代處理器採用混合式架構，CPU 中包含負擔重度運算任務的效能核心（P-Core），以及較為節能、省電的效率核心（E-Core）。

執行緒與頻率各有差異

既然 Intel 第12代處理器的效能核心與效率核心，在功能完整性上並沒有任何不同，那麼兩者之間的主要差異又在哪些地方呢？首先，最直觀的差別在於執行緒的數量。

由於效能核心具備超執行緒（Hyper-Threading）功能，因此每個實體核心能夠擁有兩個執行緒，若以 Intel Core i9-12900K為例，它具備8個實體效能核心，所以執行緒數量必須乘以2計算，加上僅有單執行緒的效率核心，最終合計該 CPU 將會有16＋8共24執行緒。

其次，效能核心與效率核心在運作時脈上有著相當大的不同。同樣以 Intel Core i9-12900K為例， P-Core 方面的基礎時脈為3.2GHz，最大超頻時脈為5.1GHz，若配合TBM技術則加速時脈可飆上5.2GHz；至於 E-Core 方面，其基礎時脈僅有2.4GHz，即便是最大超頻時脈也只有3.9GHz。

由此可見，Alder Lake 的效能核心確實是為了高效能運算所設計，而效率核心則強調省電、低功耗，彼此之間進行互補。

▲ 除了運算核心之外，Intel 也在 Alder Lake 處理器中塞入許多新技術，例如加速AI任務處理的GNA 3.0，以及透過Xe架構打造的內顯晶片。

快取記憶體設計有別

在新的混核架構中，每個效能核心都具備獨立的L1及L2快取記憶體，至於效率核心雖同樣擁有各自獨立的L1快取記憶體，但單組叢集中的4顆核心，將會共享合計2MB的L2快取記憶體。最後， P-Core 與 E-Core會再於L3階層共享快取記憶體（Intel Smart Cache）。

為什麼 Intel 要將混核架構的快取記憶體安排得如此複雜？官方表示，混核架構下效能核心的設計目標，本來就是為了極致的單核心效能，因此L2快取獨立且容量較大；但是，效率核心則更著重於多核心協同運算的表現，所以 Intel 在L2階段即設計了共用機制，使兩種核心能更加發揮本身的優勢。

▲ Alder Lake 處理器擁有與過往截然不同的快取記憶體設計方式，使效能核心與效率核心能更加專注於自身任務，至於L3快取最大則能擁有30MB。

全新最佳化調度機制

面對效能核心與效率核心所帶來的超大架構變動，運算任務的執行調度自然也得有所改變。如何讓電腦在執行各種運算任務時，能夠將不同負載量的工作，準確分配給適當的核心進行處理，並且確保最佳的相容性？對此，Intel 在硬體面推出了稱為「Thread Director」的解決方案。

Intel 在全新架構的處理器中，透過嵌入式微控制器實現 Thread Director 技術，它會持續監控每個執行緒正在做的事情，並且透過一套獨有的智慧化演算法，動態判斷各個工作需要多少性能進行運算，接著在對的時間點將執行中的任務移往正確核心，確保工作在兩種核心之間的運算能無縫接軌。 

▲ Intel 曾在先前的架構日中，透過視覺化方式使我們更好理解 Thread Director 如何運作，持續監控執行中的任務並動態調整，才能最佳化運算效率。

搭配Windows 11最適合

只不過，Thread Director 技術不只仰賴處理器中的嵌入式微控制器進行監控，更需要作業系統上的排程器介入，主動執行任務調度才得以實現。

Intel 找來長期合作夥伴微軟，為 Windows 11加入 Thread Director 技術支援，使作業系統與硬體可以進行協作以調度各種任務，確保使用者能得到預期中的運算效能。

最後，軟體本身也是影響混核架構任務調度與性能的因素之一。Intel 為此提出開發白皮書，希望開發者撰寫程式時，能夠預先考量到兩種核心間的工作分配，早一步對程式進行最佳化，同時官方也持續測試各種軟體的效能，是否受到了混核架構影響，排除潛在的相容性問題，提高系統運作的穩定性。

▲ 想要發揮 Intel 第12代處理器的完整效能，目前最好的搭配即是支援 Thread Director 的 Windows 11，Intel 指出未來 Linux 與各發行版本也會跟上。

首度採用新世代DDR5記憶體

自從2014年 DDR4記憶體與周邊支援產品正式推出以來，這套標準居然也經歷了足足7個年頭，算算時間確實是到了再來一場技術革新的時候。下一個世代的記憶體規格 DDR5，今年終於在萬眾矚目下隆重登場，率先支援的處理器與主機板，自然是 Intel 第12代 CPU 與Z690晶片組。

	DDR4	DDR5
初始頻率	2133MHz	4800MHz
最高速度	3.2Gbps	8.4Gbps
單條最大容量	32GB	128GB
工作電壓（VDD）	1.2V	1.1V
電源管理方式	由主機板控制	由模組PMIC控制
On-die ECC糾錯	沒有	有
最大Bank Group數量	4個，共16 Banks	8個，共32 Banks
Same Bank Refresh	不支援	支援

▲表格簡單列出 DDR5與DDR4記憶體的關鍵差異，無論初始頻路、最大速度或單條最大容量，都是 DDR5更勝一籌。

外觀不同得仔細辨別

雖然 DDR4跟 DDR5記憶體在外觀上看起來十分相似，例如桌上型電腦使用的 DIMM 無論長度、寬度皆相同，但事實上兩者卻完全不相容，尤其金手指防呆卡榫的位置，更是有著決定性的差異。

我們若把兩種記憶體並排擺放，就會發現 DDR5記憶體的卡榫缺口，比起 DDR4更為偏向中心。因此，若想把 DDR4記憶體插入支援 DDR5的主機板上，肯定會導致產品損壞，反之亦然。

同時，使用者亦得注意安裝記憶體模組時的方向性，否則「大力出奇蹟」同樣會弄壞記憶體本身及主機板上的插槽。

▲ 將 DDR5與 DDR4記憶體上下相疊，很容易就能發現金手指缺口卡榫位置並不一樣，所以消費者千萬不要誤插到錯誤的主機板上。 

單條容量更大、速度更快

在過往DDR4時代，單條記憶體的容量上限為32GB，或許有些人已經覺得很夠用，但到了 DDR5產品，這項限制更大幅放寬到128GB。

單條記憶體容量的進步，對於普通消費者來說最大的好處，就是能夠在主流等級主機板上，透過有限的插槽安裝更多容量的記憶體，方便多工作業。

除了容量提升之外，DDR5也依循過往記憶體世代的發展慣例，將初始頻率／速度提高兩倍，JEDEC 標準至少從4800MHz起跳，若搭配超頻產品甚至能輕鬆達到5200MHz甚至於6400MHz，未來更有機會上看8400MHz，增長十分驚人。

  ▲DDR5改採由8個 Bank Group 組成的32 Banks架構，比 DDR4多出1倍存取可用性，Same Bank Refresh 功能則提高資料處理效率，加速效能表現。（資料來源：Micron）

電壓下降，穩定度升級

新世代 DDR5記憶體的另一項重要特色，即是將工作電壓從過往DDR4的1.2V，下降到更為省電的1.1V。但是，如此低電壓的控管將導致訊號容限變得極小，若繼續交由主機板調度電力將出現困難。

因此，廠商們想出了一個最實際的解決辦法，那就是在 DDR5記憶體模組上，額外加入一顆專用的電源管理IC，也就是所謂的 PMIC，讓它全權負責電壓調整。DDR5上的 PMIC 不僅顛覆了以往記憶體電源管理的架構跟模式，更能提高訊號完整性及雜訊辨識能力。

最後，DDR5也將發展已久的 ECC 糾錯技術列入標準，記憶體模組上的每一顆晶粒，都將有自動糾錯的能力。這項以往的「選配」特色變成「標配」後，記憶體的運作穩定性將大幅提升，帶給消費者更好的使用體驗。

Z690主機板相容DDR4記憶體

雖然 Intel 第12代處理器能夠安裝最新的 DDR5記憶體，但面對新技術推展的過渡期，Intel 依然為 Alder Lake CPU 與Z690晶片組，準備好了DDR4記憶體的相容性支援，為消費者提供了另一種選擇。 

▲ 在Z690晶片組中，Intel 也將 XMP 技術改版到全新的3.0，最大特色是超頻設定檔追加至5個，並且允許使用者自訂名稱與複寫其中2個的設定。

初期僅有Z690晶片組

這次隨著 Intel 第12代處理器登場的晶片組，僅僅只有旗艦規格的Z690。傳統上，Intel Z 系列晶片組代表具備最完整的功能支援，同時也能完整發揮K系列超頻處理器的效能潛力。

桌上型電腦產品適用的 Intel Z690晶片組主機板，支援 LGA 1700腳位，PCIe 通道數量上限為28條，其中 PCIe 4.0規格最多能有12條；至於SATA 6Gb/s連接埠支援數量上限，更是歷來最多的8個。

此外，Z690晶片組最多還能提供10個USB 3.2 Gen 2x1的10Gb/s連接埠，若為20Gb/s傳輸速度的USB 3.2 Gen 2x2連接埠，最多則能夠有4個，並且同時整合了Thunderbolt 4。

因應正式支援 DDR5記憶體，Intel 也在Z690晶片組上順勢推出 XMP 3.0記憶體自動超頻功能，不僅內建的設定檔由3個提升至5個，其中兩個還可讓使用者重新複寫，甚至於自定義設定檔名稱。

▲ Intel Z690晶片組與過往相較，無論在頻寬或連接埠數量上，都有著相當程度的提升，對消費者來說更為有利。 

務必認明主機板支援性

一般來說，廠商會在主機板型號的最後，加上「D4」或「DDR4」字樣，方便消費者辨別產品究竟對應到哪種記憶體，若要採取更保險一點的方法，就是直接查閱廠商公布的記憶體相容性清單，藉此確保系統能穩定運作。

由於 DDR5在電源管理方面有著大幅度的架構更改，金手指卡榫的位置也不同，所以單一主機板將無法同時相容於 DDR4與 DDR5兩種記憶體，消費者一定要認明自己選用的記憶體和主機板是否能互相對應。

遙想 DDR4甫推出的時代，曾有廠商推出能夠同時相容於 DDR3、DDR4記憶體的主機板，但在詢問過數家相關業者後，他們皆表明由於技術上難以實踐，所以原則上我們應該不會再看見這類特殊產品於未來出現。

▲ 在Z690主機板上還有個小小亮點，那就是處理器插槽上所標記的相容性支援，其實是LGA 17xx與18xx，相當於替下一代腳位的 CPU 留出了空間。

提早卡位PCIe 5.0規格升級

除了將 DDR5記憶體納入支援外，Intel 第12代處理器也特別將 PCIe 相容規格，拉高到全新的5.0版本，並且直接連接到 CPU 本體，這使得 Intel 從原本的「落後」態勢，轉為比競爭對手更早一步成功進行規格卡位。 

轉瞬即逝的PCIe 4.0世代

如果消費者還有印象，Intel 其實直到今年初所推出的第11代處理器，才正式且有條件的支援 PCIe 4.0標準，晚了競爭對手超過一個世代以上，因此受到了外界微詞。

事實上，在 Intel 的計畫之中，該公司本來有意直接跳過PCIe 4.0，往更高規格、更有效益的 PCIe 5.0標準邁進。

在過去 Intel 曾經對外表示，PCIe 4.0對於遊戲效能的提升幅度十分有限，同時也會提高硬體零組件的負擔，增加平台功耗，進而提高消費者與廠商必須付出的成本。因此，Intel 認為 PCIe 5.0才是更值得投資的未來。

▲ 回顧 PCIe 標準的發展歷程，從1992年開始每三年速度就會翻上一倍，直到現在的PCIe 5.0仍尚未停歇。（資料來源：PCI-SIG）

PCIe 5.0的關鍵優勢

PCIe 5.0標準在2019年時正式定版，單條通道的原始傳輸率達32GT/s，為 PCIe 4.0的2倍，更是 PCIe 3.0的4倍。在x16通道聚合的狀況下，PCIe 5.0能夠則帶來最高雙向128Gb/s的驚人頻寬，整體而言確實是一次飛越式的進步。

同時，PCIe 5.0標準繼續具備向下相容性，消費者若將 PCIe 4.0、3.0及更先前版本的硬體接上 PCIe 5.0插槽，仍然可以正常使用無虞。此外，PCIe 5.0還減少了延遲，並改善中長距離傳輸所造成的訊號衰減。

▲ Intel Z690晶片組主機板上的PCIEX16（G5）字樣，代表該插槽支援PCIe 5.0規格且直通 CPU，此外它同時也向下相容先前的PCIe標準。 

產品最快2022年登場

只不過，對於一般消費者來說，PCIe 5.0的速度優勢，短時間內或許還無法被顯著表現出來。畢竟，無論固態硬碟或顯示卡等等，主要佔用 PCIe 插槽的零組件，現階段其實都尚未將 PCIe 4.0的能耐發揮到極限。

舉例來說，NVIDIA 當代的旗艦卡皇 GeForce RTX 3090，在多項測試中無論於更舊的 PCIe 3.0 x16或 PCIe 4.0 x16情境下，效能表現幾乎沒有太大差異，短期內自然尚未有採用 PCIe 5.0的需求。

至於 SSD 方面，PCIe 4.0雖帶來了速度優勢，使部分高規產品能夠擁有更好的極限速度發揮，但日常使用下卻不見得能讓人顯著有感。

由於現今市面上我們還看不見任何一款 PCIe 5.0介面產品，所以整體而言 Intel 搶先在第12代處理器卡位，更像是為了企業端用戶，例如資料中心、雲端運算等等，擁有更高頻寬需求的特殊領域而來。

若想看見搭載 PCIe 5.0規格的產品推出，或許最快也得等到2022年的下旬，但至少 Intel 這次已經做好準備，不會再次落後於競爭對手。

第12代處理器效能快速預覽

雖然 Intel 第11代（Rocket Lake）與第12代（ Alder Lake r）處理器的發布時間，雙方間隔僅有短短的數個月，但以目前所公開的各種效能測試、基礎跑分、遊戲表現而言，Intel 確實帶給了外界相當大的驚喜。

i5處理器勝過前代i9

Intel 第12代處理器最讓人訝異的部分，莫過於打破過往產品分級的「以下剋上」，甚至於「越級打怪」的能力。

舉例來說，Intel Core i5-12600K無論單、多核心的效能表現，在Cinebench R23渲染測試中，都能直接超越上代旗艦產品 Core i9-11900K，至於旗艦處理器 Core i9-12900K 的領先幅度則會更大。

這種越級突破的狀況在 Intel 整個產品歷史中，尤其是近五年期間十分罕見，即便是定位於主流等級的 Intel Core i5-12600K，在多執行緒任務的表現稍差，但大多數情況下依然能勝過同級的競爭對手，令人驚豔。 

▲ 以 Intel Core i5-12600K為例，在3DMark CPU Profile測試下，除單核心效能仍十分威猛外，多執行緒表現也有著顯著增加，縮小與競爭對手的差距。

遊戲體驗的顯著優勢

至於在遊戲方面，Intel 不僅保持住長期以來的領先優勢，更讓玩家們看見了新製程的堅強實力。

例如在《全軍破敵傳奇：特洛伊》中，Intel 指出 Core i9-12900K 可以領先 Ry Zen 9 5950X 達30%，許多作品也有著一定的效能差距。

若從實際評測結果來看，即便是主流消費者偏好選擇的 Intel Core i5-12600K，現在也能負擔起絕大多數的遊戲情境，從網路遊戲到3A大作皆能輕鬆應付，若搭配適當的顯示卡組合，基本上都能獲得理想中的執行體驗。

▲ Intel 表示第12代處理器仍繼續在遊戲領域保持效能領先地位， Core i9-12900K最多可以和 AMD Ry Zen 9 5950X拉出30%的FPS差距。

全面進化瞄準未來

綜觀整個 Intel 第12代處理器與各項關鍵特色，我們似乎再也無法指責這家公司是在「擠牙膏」，刻意緩慢地改進旗下產品。畢竟，這次的確有太多的新技術、新突破，實實在在的反映於規格面與效能體驗上。

即便有一部分的人士認為，Intel 第12代處理器產品仍擁有濃厚的過渡色彩，例如引入 DDR5、PCIe 5.0等等，尚未完全發展成熟的新技術，並且售價比起過往高昂，但從另一個角度來看，這其實也是一種積極跨入新時代的開創。

Intel 第12代處理器勢必會掀起波瀾，畢竟消費者喜歡看見競爭，而競爭通常都能帶來進步，促使科技產業繼續邁步向前。

▲ Intel 指出在相同時脈下，Alder Laker 處理器相較於前代Rocket Lake，整體效能提升幅度達19%，為近年來最顯著的突破。

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