本帖最后由 橙黄鼠标 于 2018-9-25 17:51 编辑
前言
因为英特尔的10nm工艺进度缓慢，迟迟无法解决良品率和产能问题，导致10nm工艺多次跳票，至今仍未推出正式的桌面或服务器产品。
也许是为了试水10nm工艺，英特尔在去年5月低调推出i3 8121U处理器，从命名上看这是一款第八代酷睿处理器，但实则它是首个10nm工艺 Cannon Lake-U处理器，拥有双核四线程规格，基础频率2.2GHz，加速频率3.2GHz，TDP 15W，增加AVX512、SHA指令集，BGA封装移动处理器。另外，比较神奇的是这款i3 8121U是没有核显或核显被屏蔽的设计，需要搭配额外的独显使用，有外媒推测这或许是10nm工艺良品率较低导致的。
这款10nm工艺的i3 8121U处理器除了会用在联想IdeaPad 330笔记本上，就只有NUC上会有，我们今天评测的NUC8i3CYS就是搭载i3 8121U处理器的NUC，板载8GB/4GB LPDDR4内存，配备北极星架构的Radeon RX 540显卡、1TB 机械硬盘，有M.2安装插槽，支持最大32Gb/s速率，可额外添加M.2接口固态硬盘。
另外我们评测的这款产品目前还是工程样品，所以外包装比较简略，正式版包装不会是单调的黄色牛皮纸盒。
概览
NUC8i3CYS共有两个可选配置，只有内存容量有区别，一个是4GB，一个是8GB，均为板载内存，双通道LPDDR4 2400MHz规格，无法更换或添加。处理器是i3 8121U，双核四线程配置，基础频率2.2GHz，单核睿频可达3.2GHz，TDP 15W；显卡为Radeon RX 540，8个CUs单元，512个流处理器，核心频率1124MHz，2GB 64bit GDDR5显存，配备1TB机械硬盘，有线网卡为英特尔千兆网卡i219-V，无线网卡为英特尔的无线千兆网卡intel Wireless AC 9260，支持802.11 AC Wave标准，最高速率可达1.73Gbps，集成蓝牙5.0。
前置面板接口，从右边往左数是电源键（带电源指示灯，常亮为开机，闪烁为休眠），3.5mm音频接口、两个USB 3.0接口（黄色支持1.5A快充）和黄色硬盘灯。
两侧是NUC的进风口，其中左侧配备一个SDXC SD卡读卡器，下方是一个防盗锁接口，普通消费者无需理会，NUC8i3CYS的进风冲网孔面积比上一代要大得多，能提高散热器的散热效率。
背部接口，从左到右数分别是HDMI 2.0a接口2、USB 3.0接口 x 2、电源接口（19V x 4.74A=90W）、HDMI 2.0a接口1、RJ45网络接口。此处同时还是NUC涡轮散热器的出风口，从两侧进风，从背部出风。
底部四个防滑脚垫，同时中心位置是固定螺丝，拧开后拆装机械硬盘和M.2硬盘。
附件包括电源适配器、VESA壁挂板、固定螺丝包和小型螺丝刀，电源适配器可提供最大19V x 4.74A=90W的输出功率。
细节介绍与拆解
NUC8i3CYS的定位是MiniPC，长度和宽度都在100mm出头的样子，高度仅有51mm，放在桌子上大概不会比一个鼠标更占地方，同时NUC也支持VESA孔位，安装在显示器背部或者挂在墙壁上都是可以的。
NUC的外观是非常简洁的设计，顶部是黑色镜面烤漆，主体铁灰色，两侧冲网孔进风，背部冲网孔出风，前面板和后面板为I/O输出/输出接口以及电源键。
拧开底部螺丝后，注意不要用力扯出来，容易损坏连接机械硬盘的排线，慢慢提出来即可（图中M.2 SSD并非标配，仅供展示）。
拆下来的底盖同时也是2.5寸硬盘支架，可以自行更换硬盘，如换上额外的SATA 2.5寸 SSD，旁边的灰色横条是NUC里的M.2硬盘导热贴，通过导热贴将热量导到硬盘架上进行辅助散热。
主板部分靠左边是M.2硬盘位，可支持最大2280规格的M.2硬盘，支持PCIe 3.0 x 4 32Gbps速率以及SATA 6.0 Gb/s速率。这款NUC只有M.2硬盘和SATA硬盘支持用户自行更换，其他部分均为固定配置。
主板下方是散热系统，和其他NUC、笔记本一样，采用涡轮风扇、纯铜底座设计，配备两条热管，在热管尾端连接散热鳍片，吹向NUC的背部出风口，虽然NUC的散热鳍片比较小，但加上涡轮散热的转速也足够i3 8121U+RX 540使用了。
我们进一步进行拆解，将主板拆出来给大家看看，位于M.2硬盘位下方的三个芯片分别是内存和显存芯片，Skynix海力士的是LPDDR4颗粒，编号为H9HCNNNBKUMLHRNME；Samsung三星的是GDDR5显存，编号为K4G80325FB-HC28。
根据海力士的Part Numbering，H9HCNNNBKUMLHRNME是一颗单颗2GB、双通道的LPDDR4内存颗粒，内部集成了两颗DDR4 Die，每个Die 16bit，可单颗颗粒和CPU的双通道进行交互，这也是LPDDR4的优势之一，而i3 8121U也成为首个支持LPDDR4的处理器，未来的CannonLake正式版也会同样支持LPDDR4内存，换句话说CannonLake的笔记本使用LPDDR4内存会成为常态。
LPDDR4在结构上借鉴了闪存堆叠的容量优势，和以往的DRAM内存不同，LPDDR4可做到单颗颗粒实现双通道多Die堆叠的设计，由此可实现更大容量、更少芯片的设计方案。例如4Die 2 Channels的方案就能实现单颗4GB 双通道的LPDDR4内存，两颗内存颗粒就能满足8GB的内存需求，四颗内存颗粒就能实现16GB的内存需求，能更加节省PCB的空间，把笔记本、NUC、MiniPC做得更小、更薄。
Samsung K4G80325FB-HC28是单颗1GB 7Gbps的显存颗粒，共有两颗，所以是2GB的显存。
背面也有两颗内存芯片和一颗显存芯片，结合我们之前的资料，可以确定NUC8i3CYS配备双通道 8GB DDR4 2400MHz内存，RX 540显卡配备2GB GDDR5显存。
图中这个芯片就是这次的主角i3 8121U+Coffee Lake-U PCH芯片了，红色框中小的才是CPU芯片，蓝色框中大的是PCH芯片。
Radeon RX 540独立显卡，配备2GB GDDR5显存，64-bit位宽，512个流处理器。
供电上，RX 540显卡采用2相供电设计，PWM芯片为RT3662AC 2+1相PWM芯片，使用其中2相，每相一颗Fairchild 5018SG上下桥一体封装MOSFET，在Vgs=10V时内阻分别为5.0毫欧和1.6毫欧；i3 8121U+PCH部分采用2+1相供电设计，PWM芯片为NPC81210 2+1相PWM芯片，使用其中2相为CPU供电，使用其中1相为PCH供电，每相一颗VISHAY SIZ980DT上下桥一体封装MOSFET，在Vgs=10V时内阻分别为6.7毫欧和1.6毫欧。
有线网卡是intel WG219V千兆网卡。
无线网卡是intel Wireless-AC 9560，支持802.11 AC Wave标准，最高速率可达1.73Gbps，集成蓝牙5.0。
板载Codec为ALC233，这应该是一颗专门为intel定制的Codec，并未公布在官网零售产品上。
测试平台及硬件识别信息
测试平台：
处理器：Intel Core i3 8121U（全核睿频3.1GHz）
主板：intel NUC8CYB ID5A04 CoffeeLake-U PCH
内存：DDR4 8GB 2400MHz
显卡：Radeon RX 540
硬盘：Samsung 960 PRO
电源：90W AC Adapter
室温：26度
CPU-Z不能完全正确识别i3 8121U的信息，纳米制程部分没有显示，核心代号显示为Skylake，但处理器名字识别为Intel Cannon Lake，这个NUC是工程样品，所以处理器识别为ES很正常，指令集部分显示支持AVX512/FMA3/SHA指令；内存部分因为LPDDR4的特殊性，CPU-Z无法正确识别，仅能认出容量为8GB，AIDA64的AIDA64 CPUID可以识别出为双通道DDR4 8GB 2400内存，并且核显为未激活状态；显卡部分可正确识别为RX 540显卡，核心频率1124MHz，512流处理器，2GB GDDR5显存。
AIDA 64 CPUID可以识别出更多信息，但内存时序部分一直在14-10-10-28和24-22-22-51之间跳动，不能正确识别。
游戏性能及数据分析
Radeon RX 540是Polaris北极星核心，拥有512个流处理器、2GB 64bit GDDR5显存，AMD Ryzen 3 2200G的核显是Vega 8织女星核心，同样拥有512个流处理器，共享显存。从我们的测试中可以看到RX 540的图形性能基本和Vega 8差不多，大概还要好10%左右，但因为i3 8121U是一颗双核四线程15W的处理器，处理器性能明显不如四核四线程65W的Ryzen 3 2200G，在一些比较吃处理器的测试中就拖了后腿，最终成绩不如Ryzen 3 2200G。
功耗上，因为i3 8121U和Ryzen 3 2200G都是不能分开测试功耗的芯片，所以两者都是整机功耗，跑3DMark FireStrike时i3 8121U的功耗在50W左右，Ryzen 3 2200G会达到80W左右， TDP 15W的处理器功耗还是要低一点的。
处理器性能及AVX512性能测试
处理器性能的测试我们选择了intel Pentium G4560来进行对比，和i3 8121U一样，G4560也是一颗双核四线程处理器，但频率会稍高一些达到3.5GHz，三缓要比i3 8121U少1MB，为3MB L3设计。
从我们的测试中可以看到，i3 8121U的处理器性能和G4560的差距基本在10%-20%之间，单线程性能因为核心频率不如G4560，差了10%左右，多线程性能则差了13%-17%，内存性能因为i3 8121U标配DDR4 2400MHz内存，所以性能要优于G4560的 DDR4 2133MHz。
L1的缓存速度是我们重点要说的部分，i3 8121U的L1缓存带宽高达771GB/s，实际上是约等于两个核心以512bit吞吐量取得的峰值数，即（512bit x 2/8）x 3.1GHz x2得到的带宽数，而G4560因为AVX指令完全被砍，L1的缓存速度表现相比七代i3的双核处理器还要更差，一个有AVX-512加持，一个AVX指令被砍，所以L1缓存速度就差了254%左右。
AVX-512单元支持整数和浮点运算，完整版的AVX-512可以实现双发射的512FMA浮点运算，也就是（2 x 256 bit）+（1 x 512bit）的双发射单元，理论单精度浮点性能64FLOPs，双精度浮点性能32FLOPs，比只支持AVX2&FMA的Haswell/Broadwell性能提升一倍。
表格中的CannonLake标明有双发射AVX 512单元，但通过我们的实测，CannonLake-U i3 8121U仅有半吞吐的（2 x 256bit）AVX 512单元，并没有独立的AV512bit单元，这点从SkylakePurley的浮点吞吐测试可以看出。
在去年推出的SkyLake-X也就是i9平台中包含有完整的双发射AVX-512单元，也是英特尔首次将完整的AVX512单元下放到消费级平台中。而10nm Cannon Lake则更牛批，因为从未来的定位看，CannonLake是对标现在的酷睿处理器，也就是LGA115x的主流平台，换句话说主流平台的CannonLake-S也将获得AVX512单元的支持，不过目前无法确定的是CannonLake-S平台获得的是完整的双发射AVX512单元还是像i3 8121U一样的半吞吐AVX512单元。
AVX 512指令集由独立的指令集组成，并且经过多次拓展，Cannnon Lake是比较后推出的产品，所以指令集上还得到了后续的IFMA、VBMI的支持，这也是Skyalek Core-X所没有的指令集，其中ER和PF只有Knights Landing HPC高性能计算机支持，4VNNIW、4FMAPS更是用以支持深度学习运算的指令集，不会下放到消费级平台。
我们再来看看SiSoftware Sandra的基准测试，Sandra在2017年就已经加入AVX512的支持，也是目前唯一一个比较正式的AVX512基准测试，可以看到i3 8121U通过AVX512的加持，在跑SiSoftware Sandra的科学运算、解密和图像处理时，吞吐量几乎能赶上只有AVX 2的i7 6700处理器。
最后看到功耗部分，作为10nm的试水产品，i3 8121U的功耗表现实在一般般，待机在12W左右，看4K视频、玩游戏大约在30W，跑烧机软件、高负载应用在35-45之间，和KabyLake-U的双核15W处理器的功耗表现基本差不多，甚至待机还要再高一些。
储存性能、内存读写及应用综合性能测试
PCMark 8 Creative模式，基本涵盖了日常的浏览网页、照片编辑、视频编解码、轻度游戏等应用，NUC8i3CYS处理器偏弱，加上功耗上的限制，所以得分只有2927分，离台式机的四千多分有一点差距。
LPDDR4 2400MHz的读写速度，时序方面不确定是否正确识别，延迟偏大。
NUC8i3CYS的M.2接口支持最大32Gb/s带宽，跑Samsung 960能发挥出最大性能。
Cinebench R15，主要衡量处理器的渲染计算能力，可作为生产力性能的基准测试，i3 8121U虽然光环很多，但本质上还是一颗双核四线程处理器，在跑单纯的渲染工作时还是比较吃力，得分313/133分，和G4560差不多。
国际象棋，衡量处理器的运算能力，得分6253分。
7-ZIP，衡量处理器的压缩运算能力，得分9902分。
X264 FHD BENCHMARK，衡量处理器的浮点运算能力以及视频的解码、转码能力，得分11.18FPS。
压力测试、功耗与热成像图
我们使用AIDA64 FPU进行负载测试以获得最大的处理器发热量，可以看到NUC8i3CYS的散热鳍片虽然规模比较小，但是散热性能还是不错的，核心平均温度基本没超过80度，我们测试的室温环境是26度，如果在冬天使用，温度应该会更低一些。
我们同时也进行了CPU+GPU的双负载测试，这时候NUC的整机功耗会达到70W以上，作为为热设计功耗15W散热的散热器，早给70W以上的CPU+GPU进行散热时会显得比较捉急，这时候处理器的温度也会达到95度左右的核心平均温度，最高温度达到99度，接近TJmax的上限，处理器睿频也降低至2.4GHz。不过在日常的使用中，几乎没可能达到这个负载程度，即使是转码、渲染、3D游戏等应用，也只有30W-40W左右的压力水平，NUC8i3CYS的散热还是可以扛得住的。
烤机时的热像成图，左边图1为CPU单负载，中间为CPU+GPU双负载，可以看到因为NUC8i3CYS的散热冲网孔面积有所增加，不管是进风口还是出风口面积都变大不少，所以即使运行CPU+GPU的双负载测试，积热现象也不明显，只是散热功率跟不上了，散热鳍片比较热，而从顶部的热量分布看基本是两边进风，热量递减的状态。
总结
英特尔NUC8i3CYS是英特尔推出的Crimson Canyon NUC miniPC，机身体积延续113mm x 118mm的小巧机身设计，外形简约，顶部采用钢琴烤漆涂层，主机主体为铁灰色设计，前后I/O面板有USB3.0接口、音频输入/输出接口、HDMI接口、RJ45网络接口，内部支持32Gbps速率的M.2接口和6Gb/s速率的SATA接口，满足用户需求，底部支持VESA壁挂孔位，可轻松安装于显示器背部或墙壁上。
性能上，NUC8i3CYS搭载i3 8121U处理器，双核四线程设计，基础频率2.2GHz，单核睿频可达3.2GHz；显卡部分配备RX 540独立显卡，8CUs512流处理器设计，其性能不输于Ryzen 3 2200G的Vega 8核显，可满足入门级网游、单机的需求，用来办公或轻度游戏主机都是不错的选择。
同时，NUC8i3CYS还是一个比较特别的产品，因为它不属于第八代MiniPC NUC Bean Canyon的产品系列，而是单独发布的Crimson Canyon NUC，搭载首颗10nm 处理器i3 8121U，尽管它是一款英特尔的试水产品，但其性能同样不输于第八代Bean Canyon NUC的性能，甚至在图形性能上，RX 540比Iris Plus Graphics 655更有优势一些。
通过我们对i3 8121U的测试，相信读者们也能窥一斑而知全豹，通过i3 8121U的表现推测10nm CannonLake的表现。CannonLake最大的进步除了10nm的工艺提升，就是加入AVX512的支持，我们文章中用了这么多篇幅来去测试AVX512，也是因为他能大大提高处理器的运行效率，其Buff能力丝毫不输于超线程的提升。但是其对性能加成必须是在软件支持的情况下才能有所加成，而现在Windows软件对于AVX512的运用基本为0，类似转码、渲染、加密/解密、数据分析等大吞吐量的应用，AVX512都能起到较好的性能提升，但在实际的应用中，类似Adobe、Maya、Win RAR、7 ZIP等日常使用的软件，都没有加入AVX512的支持，英特尔把原本服务器的先进指令集都下放到消费级中来，甚至还给了完整的双发射512单元，这么良心的彩蛋，软件的支持度却没能跟上英特尔的脚步，这就不能怪英特尔了吧？我经常看到有用户说处理器性能过剩，没有升级处理器的欲望，但实际上真的性能过剩吗？你们没等待过处理器转码、渲染、解压的时间吗？事实上，我们依然有大量的应用能把处理器跑满，只是把处理器在游戏、系统中的表现作为性能衡量标准的用户占大多数，而转码、渲染、解压等应用并不占据这部分用户的大多数时间，所以从性价比考虑这部分的应用会被无视了，但在CannonLake、SkyLake-X中，AVX512却是提升这部分应用效率的大杀器，结果用户却没享受到英特尔彩蛋带来的提升，只因软件的支持度仍然停留在2010年，如果AVX512能像现在的AVX2一样流行，不止停留在转码、渲染、解压等应用，那为用Skylake-X和CannonLake的用户带来的或许是一倍的性能提升。 |
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