被无形之手制约着的 Core M:Core m5 与 Core i5 的对决

2020-11-01 11:59

Intel去年推出的可以不用风扇散热的Core M处理器,当时这款处理器就成为不少轻薄型笔记本和二合一设备的首选,今年推出的第二代Skylake架构Core M处理器更是划分为Core m3/m5/m7三个更明确的产品等级,现在已经有很多高性能的Win10平板采用了新的Core M处理器,也有些用的是低电压版Core处理器,大家在选择这些设备时有没有产生过困惑呢?

比如上面的两台设备,左边的是微软的Surface Pro 4,右边的是联想MiiX4,都是8GB内存256GB SSD,而两者所用的CPU是不同的,Surface Pro 4用的是Core i5-6300U而联想Miix4用的是Core m5-6Y54,两者都是基于Skylake架构的双核四线程处理器,前者的最大频率是3GHz,而后者的最大频率是2.7GHz,那是不是代表着这两颗CPU的性能相近呢?

其实这些参数就是Core M处理器最能忽悠人的地方,光看睿频频率的话确实和低电压版酷睿处理器差不多,但是实际用过Core M的平板或者笔记本的朋友都应该清楚它并没有看上去那么美好,实际性能比低电压版Core处理器差远了,为什么会这样呢?大家先来看看两个处理器的规格对比:

虽然说这两个处理器的睿频频率都比较高,Core m5-6Y54的L3缓存还多一点,但大家可以看到Core i5-6300U的基础频率是2.4GHz而Core m5-6Y54的基础频率是1.1GHz,而且前者的TDP是15W后则则只有4.5W,两者的整合GPU也有些区别,到底是什么因素导致这两个看上去相近的处理器用起来有这么明显的差距呢?今天我们就来研究一下。

Core i5-6300U与Core m5-6Y54性能对比

首先我们要看看这两个处理器的性能差距,我们就直接拿Surface Pro 4和联想MiiX4来对比性能了,两者都是8GB内存,虽然频率上有少许差异(Surface Pro 4是DDR3-1866,Miix4是DDR3-1600),但是并不会有太大的影响,两台电脑的电源计划都是采用平衡电源计划,不建议在这些Windows平板上采用高性能模式,掉电飞快而且发热巨大。

先来看看比较简单的Super Pi 1M的测试,Core i5-6300U耗时12.918秒,而Core m5-6Y54耗时14.97秒,看上去两者的差距不大,只用单线程而且时间短的Super Pi好像看不出两者的差异。

接下来是Fritz Chess国际象棋测试,这测试可以动用全部四个线程,这使得两个处理器的差距就大了,Core i5-6300U得分为5869,而Core m5-6Y54的得分为3327。

Paint.NET渲染测试,Core i5-6300U耗时21.51秒,Core m5-6Y54耗时37.422秒

LuxMark 3.1渲染测试,采用LuxBall HDR场景,同时动用CPU+GPU渲染,Core i5-6300U得分为1749,而Core m5-6Y54得分为1075。

CINEBench R11.5渲染测试,OpenGL测试结果Core i5-6300U是33.17fps,Core m5-6Y54是20.73fps,纯比核显的话两者差距也有些大。

CPU测试的话和差距和之前的测试差不多,两者差距相当明显

性能差距的原因?温度与功耗控制

为了搞清楚到底是什么原因导致这两个CPU这么大的性能差距,我们用耗时相对较长的3DMark测试来负载,用软件记录着电脑各个传感器的数据,以此来找出原因,鉴于核显的3D能力,我们运行的是Sky Diver测试。

测试结果如上图所示,其实和上面的测试差不多,这个不是重点,重点是下面的处理器频率和温度曲线。

从记录来看Core i5-6300U在可以较长时间保持在3GHz,波动时的频率也比Core m5高得多,而Core m5-6Y54则在开始的时间保持在2.5GHz,但是后面就有比较大的波动,波动时的频率相当低,下面再来看看温度。

刚开始的时候Core m5-6Y54的温度相当平稳,可以看出Core M系列的功耗与温度控制相当强劲,后面就开始有波动,不过控制得比较平稳,但一对比的话Core m5-6Y54的温度最高达到了70℃,而Core i5-6300U最高才56.5℃。

Core m5-6Y54的TDP比Core i5-6300U低很多,理论上发热也要低得多,但是大家别忘了前者是没有风扇散热的,后者则有风扇主动散热,这也导致了Core M虽然发热低但是实际温度比低电压Core处理器高得多,也是因为这个原因导致了两者的性能差异,为了控制发热Core m5-6Y54会时不时降频降压减少发热,而有主动散热的Core i5-6300U则可以长期高频运行,不用太过担心温度的问题。

当然了Core m5-6Y54的TDP上限只有7W也是一个导致其不能长期高频运行的原因之一,即使温度控制得住功耗控制器也会让CPU降频的。这个限制其实可以通过在BIOS关闭Intel Dynamic Platform and Thermal Framework来提升上限,这样性能会有所提升,但是解除后机器发热严重,当然温度到达一定程度后CPU频率还是会下降的,没散热风扇的机器还别这样玩的好。

全文小结

用被动散热是Core m5-6Y54落败与Core i5-6300U的主要原因,目前用Core M处理器的平板和笔记本基本都是没有风扇散热的,好处就是不会有风扇产生噪音,坏处就是一旦热起来就要很久才会冷下去,而且还会影响CPU的性能,而用超低电压Core处理器的笔记本和平板都是有散热风扇的,所以热量散发也很快,CPU可以较长时间保持高频。

然而我并不是说那些用Core M处理器的平板或笔记本没用,在轻载的时候比如编辑文档和看在线视频什么的两者表现是没啥差别的,只有在玩游戏或者批量处理图片等重载时会有明显的差异,实际上买这些设备的朋友大多数都不会太多的重载应用,Core M实际上就可以满足大多数人的性能需求,这也是为什么现在大多数高性能Win10平板采用Core M的原因,真正对性能有需求的人则可以选择用低电压版Core处理器的平板,比如Surface Pro。

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