聽聽Intel專家怎麼說!如何有效衡量處理器之效能

行動世代 電力優先

前陣子Intel舉辦了一場小型的技術說明會,請到英特爾公司平台評估及效能分析團隊的經理- Hiral Gheewala先生,與同部門使用者經驗計畫推廣經理- Pallavi Sharma女士,來與技術編輯們聊聊該如何有效衡量處理器之效能,此次主題聚焦在第6代Intel Skylake行動版處理器,行動版處理器共推出三款不同瓦數的版本:Y(4.5W)、U(15W)與H(45W),換句話說在挑選筆記型電腦、2合1筆電或者平板時,處理器型號結尾的英文字,就代表著其功耗與效能分級,挑選時可以依據需求來決斷,例如只要基本文書上網Core M系列即可,除此之外還需要編輯相片、影音等,可能就需要U的版本,若要頂級效能兼具遊戲就須採用H的版本。

在現今,效能已經不是行動裝置所極力追求的項目,而是「省電」才是行動裝置的死穴,試想想一台筆電帶著出門工作,卻還要擔心電力不足,更要故意挑著有插座的位置才能坐下工作,這不是相當的不便嗎?若想讓裝置省電,那肯定要先知曉使用者如何使用這台裝置,就以現經筆者的使用習慣來看,與Intel提供的數據相當符合,使用電腦有35%在使用瀏覽器,上上FB跟粉絲團互動、哈拉、20%在使用生產工具,例如開啟Word打稿、19%在創造影音內容、15%在玩遊戲、9%在進行影音串流觀看線上影片。

若以生產力、影片播放測試與閒置三種狀態,來測量SKL-Y SOC處理器的功耗,可以發現平均功耗低於1W,換句話說第6代Intel處理器,在行動裝置上有著相當好的電力供耗,可以讓合作夥伴打造出高續航力的產品。

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↑ Intel行動版處理器的三種定位。

 

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↑ 上述提到的SOC處理器功耗測試。

 

Speed Shift 反應更速

除了電源的控制之外,為了加速新生代裝置的反應速度,Intel在第六代的處理器上,放入了Speed Shift的新技術,在過往各位肯定聽過Intel TurboBoost技術,可以讓處理器依造軟體需求,自動調升處理器的運作時脈,像是i7-6700HQ這顆處理器基礎頻率為2.6GHz,但最大超頻可達3.5GHz,對於運行一些重度需求的遊戲,且又接上裝置的外接電源時,多半的筆電都能透過TurboBoost技術提升電腦的效率。

但依據上一個小節所提到的,使用者大多在操作瀏覽器這類負載較小的程序時,若要等待軟體要求處理器進行加速,可能為時已晚,因為這類程式都屬於負載小、執行時間短,但需要極快的速度做出反應。有鑑於此,Speed Shift的這項技術,是透過硬體來控制,可以在極短的時間提升處理器頻率,讓這些任務能以更短的時間執行完畢,從圖表中可以看出原本透過硬體調整頻率,也就是沒有Speed Shift這項技術,幾乎需要100ms才能讓提升處理器的頻率,而使用Speed Shift這項技術,不僅只需要將近20ms就能達到高頻率進行運算,相同的工作下Speed Shift只需60ms就能完成。

從圖表來看有著將近50%的效能提升,但這是針對短時間的應用,向是網頁瀏覽、觸控操作這類,負載不大、時間不長,但需要急速的反應速度時,就能靠著Speed Shift提升產品的反應速度,而這項技術需要使用第6代Intel Core處理器與Windows 10作業系統才能達成。

而在Windows 10作業系統中,出現的Windows Hello登入技術,也是結合Intel RealSense的獨家技術,才能辦到讓電腦認識主人;除此之外,Win 10當中的Cortana,原先需透過軟體進行全時聆聽,但相對的卻額外增加了電源損耗,因此Intel加入Wake on Voice的功能,可以透過硬體端加入的DSP,進行全時聆聽的動作,藉此省去無謂的運算降低功耗。

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↑ Speed Shift調變時間比較。

 

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↑ Wake on Voice與軟體聆聽的耗電差異。

 

評測評測 效能測試

筆者在測試產品時,其實有著一慣的作業流程,例如先Google產品的基本資料,像是產品類型、定位、特色與規格,並開箱試用之後,接著就進入測試的環節,若以筆電來舉例不外乎,就是跑一些效能測試軟體與續航力的測試,其目的就是希望使用相同的測試基準,去快速的測試不同裝置,藉此得到一個公開的數據,讓筆者或者讀者們,能透過分數快速了解該產品的效能,進而讓產品在相互比較上有個依據。

因此,使用的測試軟體,其開發商是否可被信任、模擬的測試是否與實際使用相符、是否有提供評分的方法,以及穩定的版本更新,都是在使用測試軟體時需要注意的重點;此外,Intel也提到實際影響應用程式運行效能的兩大因素:分支預測(Branch mispredictions)、快取預測(Cache misses),分支預測能有效提升管線化處理器的效能,預測的越準效能就越好,但相反的預測錯誤就需重頭來過;而快取預測則是當程序所需的資料,不在L1快取時往下查找到L2、L3,若都沒有就會從系統記憶體中查找,因此不必要的延遲因而產生。

現實的應用中,像是Word、PhotoShop、Powerpoint…等應用,其分支預測與快取預測的遺失量,差不多是一半一半,但若使用的測試軟體故意降低測試資料量,減少預測錯誤的發生,而測得的分數也不太具有公信力。

因此,Intel也分享一些可靠的測試工具,像是主流使用測試SYSmark 2014 1.5、TouchXPRT 2014、TabletMark v3、WebXPRT 2015、3DMark 1.2、GFXBench 3.0…等。在未來,筆者也會採用這些測試工具,產出更公正的產品評論。

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↑ 分支預測流程圖。

 

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↑ 快取遺失時的搜尋路徑與延遲。

 

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↑ 現實工具針對分支預測與快取預測的遺失統計。

 

Video Quality Experts Group

此外Intel還提供一套開源的影像品質測試工具VQEG(www.its.bldrdoc.gov/vqeg),透過分析影像的噪點、邊緣銳利度、影像質量、色彩飽和度、動態範圍、對比…等,多方因素來做出客觀的評分,這工具實在相當有趣,但礙於筆者手邊的照片不足,待有機會測是智慧手機時,在使用這工具來評鑑手機的拍照功能再與各位讀者分享。

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↑ VQEG分析影像評分測試工具。

 

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