三种CPU核心：3D混合架构 关键在于调度

其实，单纯的计算模块没什么好讲的(缓存容量都暂未公开)，最大的变化来自于SoC模块中新增的两个低功耗E核(LPE)，专门用于处理器轻负载任务，能够让整个计算模块可以按需关闭，节省功耗。

这两个LPE核心，加上内存子系统、媒体引擎、显示引擎、IPU单元、NPU单元、可扩展交叉总线等，共同构成了所谓的低功耗岛(Low Power Island)。

Intel称之为3D性能混合架构。

两个LPE核与E核、P核虽然位置不同，但地位是相等的，对于系统也都是透明的，所以会在Windows任务管理器中会看到三种核心及其各自的使用率。

目前已知酷睿Ultra的最高规格是6+8+2核心，也就是6个P核、8个E核、2个LPE核，组成16核心22线程。

当然，这种更复杂的混合架构，非常依赖软硬件两个层面的调度优化，比如操作系统当时最好使用最新版的Windows 11。

与此同时，Intel对线程调度器做了大幅的革新，比如增强的系统反馈机制、增强的模块间能效分配、动态的IP间功耗分配、基于SoC运行时能力的更新、基于系统运行模式与硬件特性的指导，等等。

需要强调的是，线程调度器并不是直接调度线程的，不会直接把某个线程分配到某个核心上，严格来说是介于处理器硬件、Windows系统软件中间的一层机制，基于P核、E核、LPE核的实时状态与能力，向操作系统进行反馈、推荐，由操作系统最终决定线程的分配。

如上图，Intel和微软联合对不同的线程负载进行了分类，其中Class 0代表在P核、E核上执行时的每时钟周期指令数基本一致，也就是让谁跑都无所谓，就看谁闲着。

Class 1代表P核执行效率高于E核，比如大部分浮点运算，会优先分配给P核，如果P核不够用了也可以分一些给E核。

Class 2则代表P核执行效率远大于E核，比如AI运算，就必须让P核来做。

Class 3是新增的，代表那些在LPE核上的执行效率与能效反而更高。

线程调度器会随时将这样的指令/线程分类反馈给系统调度器，然后共同形成一份“表格”，对线程负载进行打分，在多大程度上追求高性能(Perf)还是追求高能效(EE)，再结合每个核心当前的实时能力，决定让哪个核心执行哪个指令。

这样的反馈和推荐机制是实时的，还会根据当下的功耗情况，甚至某个核心是不是刚刚执行完一条指令，动态报告给操作系统。

就是这样一套机制，可以尽可能保证在正确的时间，让正确的核心运行正确的线程，保证硬件效率的最大化。

举个例子：一个前端应用需要高性能，它有四个线程分配给P核，然后有两个轻负载的线程分配给E核。

之后经过一段时间，P核上的四个线程执行完毕，E核上的两个线程还在执行。

此时，线程调度器很可能就会建议系统将这两个线程转移到LPE核上，然后关掉整个计算模块。

再比如，有两个线程正运行在LPE核上，此时SoC模块开启、计算模块关闭，然后来了四个要求高性能的线程，于是计算模块打开，它们被分配到P核上。

这个时候，线程调度器就会提出建议，将LPE核上的两个核心转移到E核上继续执行，同时就可以关闭SoC模块上的LPE核以及相应的内部总线。

酷睿Ultra的这种设计无疑是为了进一步提高能效，使用最合适的核心运行最合适的负载。

同时它还加入了专门的NPU AI引擎，可以非常高效地持续执行一些AI推理任务负载，无需动用CPU核心，可以让后者随时关闭。

正是这些设计，使得Intel喊出了酷睿Ultra是其史上能效最高的消费级处理器，让我们对酷睿Ultra笔记本的续航充满了期待。