在过去的一两年,英特尔酷睿2处理器推广迅速,越来越多地得到消费者的认可。同时,英特尔也按照自己的节奏持续进行技术和产品的更新换代,推出了性能空前强大的酷睿 i7。
至尊巅峰对决
在过去的一两年,英特尔酷睿2处理器推广迅速,越来越多地得到消费者的认可。同时,英特尔也按照自己的节奏持续进行技术和产品的更新换代,推出了性能空前强大的酷睿 i7。
回想当年,奔腾4的生命长达大约4年之久,你无论如何也想不到酷睿2处理器出来2年之后(并且还保持一个非常大的领先优势),酷睿i7就取代酷睿2处理器成为新的性能之王。对于AMD而言,只能用“无可奈何”来形容——面对酷睿2尚无反手之力,面对酷睿 i7的巅峰性能更加只能“望峰息心”。AMD还有什么牌可以出吗?我们拭目以待!
不过从目前的情形看, 酷睿 ì7的实际表现应该可以让英特尔在今后的很长一段时间内保持这种领先优势。今天,我们将详细地介绍三款基于英特尔全新架构Nehalem 的酷睿i7处理器,采用4核心设计,主频在2.66至3.20GHz之间。
技术介绍
英特尔最初发布的酷睿i7(Core i7)有三个型号:920, 940 和965, 其中965为至尊版。根据英特尔的产品规划, 今年第二季度还将增加一款主流版本的i7-950和一款至尊版的i7-975。
酷睿i7-965至尊版主频为3.20GHz ,并具有6.4GT / s 的QPI( QuickPath接口)带宽, 这是和主流版本的关键区别。主流版本的处理器,包括 Core i7-920和-940 ,时钟频率为2.66GHz和2.93GHz ,QPI的带宽为4.8GT / s。
在本文中,我们将详细的介绍一些有趣的新概念,介绍core i7的Nehalem微架构,探讨这个平台的未来以及它现在的性能 。
酷睿 i7基于一个全新的微架构,你会发现对比以前的处理器它发生了许多变化。
可能是由于微架构的巨大变化,在酷睿 i7处理器上导入了QuickPath Interface(QPI,快速智能互连)。该QPI取代了以前的FSB (前端总线),为CPU和芯片组提供了更快速的连接方式。当然,芯片组也必须支持QPI技术,因此X48被X58芯片组所取代。
因为酷睿 i7总线不再是以往的FSB,QPI采用时钟为133.33MHz的基准频率。CPU内部每个模块都采用了自己独自的倍频率,达到指定的频率。如Core i7-940处理器,主频为2.93GHz使用22x的倍频( 22 × 133 = 2926MHz ) 。
但是与以往的处理器不同,酷睿 i7每个核心都使用自己的倍频率,从酷睿i7的新支持的 “Turbo Mode”功能就可以看出来——这项技术的正式名字为“英特尔® 智能加速技术” 。当启用这项技术时,四个物理核心的每个核心都可单独得到不同的频率。这意味着酷睿i7可以根据多任务负载的多寡动态地调整各个内核的实际工作频率,例如一个内核心在“超频”,其他几个在休眠。带来的好处就是更加智能的调配每个核心的性能和功耗,使之达到最优化的性能和功耗效率,从减少热量降低噪音。
内存也以同样的方式,利用133.33MHz的基本频率乘以倍频数实现特定的工作频率。例如,默认情况下Core i7平台使用的是DDR3 - 1066内存,为实现这一频率的倍频率必需是8倍。对于可以超频的Core i7-965至尊版,这确实简化了超频,允许用户要么调整基本时钟频率133.33MHz,或单独使用其倍频率,使超频面面俱到。
这种超频独立于CPU与芯片组之间的带宽。对于内存的性能瓶颈问题,酷睿 i7采用的方法是将内存控制器集成进CPU中,酷睿 i7处理器支持3通道DDR3内存。
之前1333MHz FSB的高端酷睿2处理器所支持的内存带宽最大为10.6GB/S, 即双通道的DDR2-1066内存峰值带宽为17GB/s,把内存控制器集成进CPU内部可以进一步减少内存存取的延迟。
当X58支持DDR3-1066内存时,最大带宽为 25.5GB/s, 而支持DDR3-1333时 将内存将超过 31GB/s! 非常令人振奋的速度。X58支持的是3通道DDR3,而且每个通道可以支持2条内存,这意味着一块X58的主板最大可以有6条内存。
但是必须指出酷睿 i7处理器只能支持DDR3内存. 且酷睿 i7是一个在单一晶元上的处理器,所有四个物理核心,内存控制器和所有的缓存都是在单一的晶元上。酷睿i7的共享L3高速缓存为8MB的。另外,每个核心都有独自的256KB 的L2高速缓存。总之,每个酷睿 i7的处理器所集成的晶体管达到了创纪录的7.31亿个。
另外,超线程技术(hyper-threading technology)又重新回归到酷睿 i7。四个物理核心可以支持8个线程,类似以前的Netburst微架构的 Pentium 4处理器。
酷睿 i7的发展展望
前面讲过,新一代的Intel 微架构的核心代号为“Nehalem”。在Intel 的规划里,Nehalem将贯穿Intel的台式机、服务器和笔记本平台。第一代Nehalem微架构的台式机处理器就是酷睿 i7,其开发代号为“Bloomfield”,采用 45nm 工艺制造,4个物理内核8个线程(即8个逻辑内核)。
基于32纳米的Nehalem微架构的新一代处理器产品,开发代号为 Westmere,同样这些32纳米的处理器也会运用于台式机,笔记本和服务器平台。
高端的 Westmere将有6个核心 (12 个线程),12 MB L3共享高速缓存,支持4通道 DDR3 内存, 4条QPI总线,最迟2009年底或2010年初推出。
高端Westmere 和 Bloomfield 一样采用LGA1366 接口。
今年三季度上市的 Lynnfield 和2010年一季度上市的Clarkdale将采用 LGA1156 的封装.,其中Clarkdale采用32nm工艺制造,双核心设计,CPU中集成图形芯片。
台式机平台的Lynnfield为4核心,双通道DDR3,8MB L3 共享高速缓存,45nm工艺制造。
测试平台配置
Intel Core i7 965 Extreme Edition (LGA1366) |
Intel Core i7 940 (LGA1366) |
Intel Core i7 920 (LGA1366) |
x3 1GB DDR3-1066 Samsung (CAS 7-7-7-20) |
Intel DX58SO (Intel X58) Pre-Production |
OCZ GameXStream (700 watt) |
Seagate 500GB 7200-RPM (Serial ATA300) |
ASUS GeForce GTX 280 (1GB) |
软件 |
Microsoft Windows Vista Ultimate SP1 (64-bit) |
Nvidia Forceware 182.08 Beta |
Core i7 测试平台配置
Intel Core 2 Quad Q9650 (LGA775) |
Intel Core 2 Duo E8600 (LGA775) |
Intel Core 2 Duo E6700 (LGA775) |
x2 Kingston HyperX 2GB DDR3-1333 (CAS 7-7-7-20) |
ASUS Rampage Extreme (Intel X48) |
OCZ GameXStream (700 watt) |
Seagate 500GB 7200-RPM (Serial ATA300) |
ASUS GeForce GTX 280 (1GB) |
软件 |
Microsoft Windows Vista Ultimate SP1 (64-bit) |
Nvidia Forceware 182.08 Beta |
Core 2 测试平台配置
Intel Core 2 Quad Q9650 (LGA775) |
Intel Core 2 Duo E8600 (LGA775) |
Intel Core 2 Duo E6700 (LGA775) |
x2 Kingston HyperX 2GB DDR3-1333 (CAS 7-7-7-20) |
ASUS Rampage Extreme (Intel X48) |
OCZ GameXStream (700 watt) |
Seagate 500GB 7200-RPM (Serial ATA300) |
ASUS GeForce GTX 280 (1GB) |
软件 |
Microsoft Windows Vista Ultimate SP1 (64-bit) |
Nvidia Forceware 182.08 Beta |
Core 2 测试平台配置
AMD Phenom X4 9950 (AM2+) |
x2 Kingston HyperX 2GB DDR2-1066 (CAS 5-5-5-15) |
ASUS M3A79-T Deluxe (AMD 790FX) |
OCZ GameXStream (700 watt) |
Seagate 500GB 7200-RPM (Serial ATA300) |
ASUS GeForce GTX 280 (1GB) |
软件 |
Microsoft Windows Vista Ultimate SP1 (64-bit) |
Nvidia Forceware 182.08 Beta |
Phenom X4 测试平台配置
3DMark Vantage
我们可以看到在3Dmark Vantage CPU的测试中, Core i7 920 (2.66GHz)比英特尔上一代的至尊C2Q Q9650 (3.00GHz)高出约 7.5%的性能. Core i7 940 (2.93GHz) 高出约10%, Core i7 965EE 在关闭 Turbo Mode的情况下有15%的提升。 在 开启Turbo Mode的情况下, Core i7 965EE(至尊版)领先 Core 2 Quad Q9650 有19.5%.
当 Core i7 965 EE超频至 3.88GHz时, 领先了Core 2 Quad Q9650 达30%。此外, Core i7 920, 在锁频的情况下仍然领先 Phenom X4 9950 多达25% !
PCMark Vantage Gaming
在 PCmark Vantage的游戏测试中, 可以看到Core i7 920 比Core 2 Quad Q9650几乎领先了40%。Core i7 940在此基础上领先了 6.5%,Core i7 965 Extreme Edition 又领先了 13%,将Core i7 965 Extreme Edition超频到 3.88GHz 竟然领先了约 75%,真是难以置信!
PCMark Vantage Communications
PCmark communications不是常用的测试,但 Core i7 920 仍然领先 Q9650。 Phenom X4 9950的性能在这里表现极差,性能低于双核的E6700。Core i7 965 Extreme Edition 开启Turbo Mode的情况下领先Q9650 多达20%。
SiSoftware Sandra
显然,新的Core i7 920即便是运行在DDR3-1066MHz也可达到17GB / s的内存带宽,SiSoftware Sandra的得分领先非常明显。 Core i7 965EE内存带宽可达21GB / s。即便是Core i7 920,相比Core 2 Quad Q9650运行双通道DDR3 – 1333的内存带宽也要高一倍。虽然,PhenomX4 9950也集成了内存控制器,但带宽有限,只有10GB / s的带宽。
Sandra 处理器计算性能测试中,Core i7 920 领先 Q9650 多达60%。
在 Sandra多媒体的测试中(分整数计算和浮点计算),整数计算Core i7 920领先Phenom X4 9950 17%, 浮点计算领先 21%。
这个sandra测试软件还有一个功能是测试处理器中每个单独的物理核心之间的带宽,可以看到在单独的核心性能测试中Phenom X4 9950表现最差,只有2.95GB/s的得分,比E6700的带宽还要少一半多。 Q9650 核心之间带宽达到了18GB/s 的速度,更令人印象深刻的是 Core i7 920达到了 32.6GB/s。而Core i7 965EE 达到了峰值的45GB/s !
EVEREST, SuperPI, WinRAR
EVEREST Ultimate Editiony也是内存带宽的测试工具,Core i7 处理器依然处于绝对的领先。
Super PI 是一款计算圆周率的软件,32M(小数点后3千2百万位)的计算通常需要相当长的一段时间才能完成,当然,这是在Core i7出现之前了。酷睿2 双核E8600是稍高于酷睿 2 四核 Q9650(这主要是因为Super PI主要是线程的计算软件,所以和处理器单个内核的主频有比较大的关系)。酷睿 i7 920只须13分22秒,比E8600缩短了2分钟。而主频达成3.88GHz的酷睿 i7 965EE,几乎使32M位的圆周率计算可在10分钟内完成!
尽管每个核心的频率比Core 2 Duo E8600低670MHz ,但是Core i7 920实际上在这个单线程测试中达到了100KB / s的速度。在多线程的测试中PhenomX4 9950能够超过Core 2 Quad Q9650,但Core i7 920却比Phenom X4 9950领先了76 %。Core i7 940比 920 又领先了10.5%。
ScienceMark, AutoMKV
在ScienceMark的测试中,Core i7 965EE令人印象深刻的成绩是2406分。
AutoMKV是一款用于媒体各种格式转换的应用程序,使用各种第三方编解码器。 我们确实看到Core i7处理器在这个测试中,表现了出色的多媒体性能。
Adobe Software
专业版的Adobe Premiere CS3是一款广泛使用的视频制作程序,Core i7 CPU的强大性能让Adobe Premiere CS3运行速度有了极大的提升。
在一段视频制作中,Phenom X4 9950和老版的酷睿2双核E6700的耗时约为60秒,而Core i7 920和940只须24秒。 Core i7 965EE只需18秒。
游戏(高设置)
在我们的游戏测试中,用的是一款GeForce GTX280的独立显卡,测试几乎是将这款显卡的性能100 %利用了起来,游戏运行在高达1920x1200的分辨率 ,采用最高的视觉游戏设置。 在这里我们不想争论CPU 和GPU谁对游戏的贡献大。
但由于考虑GTX280在高游戏设置的情况下可能会成为系统的性能瓶颈,所以我们并不指望Core i7处理器有任何奇迹。但我们会在下面的低质量游戏设置的测试中来表现不同CPU在游戏性能方面的体现(当显卡不是性能瓶颈的时候)。
Core i7再次体现了强大的游戏性能。Core i7 965EE比Q9650速度快了28 %。
Core i7 处理器性能再次体现。
我们看到当测试孤岛惊魂2,游戏似乎更加依赖处理器的能力。 Core i7 965EE 性能高出Core 2 Quad Q9650 性能多达124%。
最后总结及功耗测试
请注意,Core i7处理器在闲置时的功耗基本一样。 虽然可超频的Core i7尊版965 CPU在满负载时是最耗电的,但它在闲置的功耗比Phenom X4 9950要低得多 ,事实上,在空闲时的Core i7是最省电的。
结论:Core i7不愧是一个高效节能的处理器。在需要它高性能的时候可以提供强大的性能,在空闲的时候更加得省电。
关于超频:
Core i7的“智能加速”非常简单,当你开启Turbo Mode功能,CPU就可以根据应用程序的负载和并行特点自动调整运行速度(运行频率)。 其中Core i7 965EE(默认频率为3.33GHz)运行在3.88GHz非常轻松,不需要硬件和过多的软件改变。
总结:
毫无疑问,Core i7是当今台式机处理器的巅峰之作。 Core i7处理器有着惊人的多媒体编解码能力,出色的游戏性能,以至于目前没有可以和它抗衡的产品。相比AMD的Phenom,Core i7的领先程度已经不是一代产品的领先了。 我们高兴地看到,即便酷睿 i7处理器中最低的Core i7 920也能够轻松地打败之前性能最好的酷睿2四核处理器Core 2 Quad Q9650(高达3GHz主频)。 从处理器的架构来讲,这巨大的性能提升,应归功于高速的QPI总线、集成内存控制器、Turbo Mode技术、超线程(HT)和巨大的共享高速缓存。总的来说,酷睿i7将不负众望继续创造性能的新记录,我们期待更多的Core i7处理器出现。
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