如果说上代i915芯片组的到来,为我们带来了Intel近十年来最重要的变革:全新LGA775插槽、PCIExpress总线以及DDR2内存规格,那么4年后的今天,新一代X58芯片组的到来,再次让我们体验到一系列全新的变革:LGA1366、DDR3、QPI、SLI与CrossFire X⋯⋯也许高科技装备武装的Intel,如同詹姆斯邦德一样,拥有强大的实力来引发新一轮的CPU量子危机。
代号Bloomfield:酷睿i7如期而至
一向以行业标准制定者自居的Intel习惯于在引领PC行业大步前进的时候,抛弃陈旧的设计,以尖端技术领先众多竞争对手,这是Intel在技术上一直追求的。如今Corei7+X58的到来,同样肩负着改变行业标准的使命。
全新的Nehalem架构处理器产品代号为Bloomfield,有别于之前的命名,英文品牌名为Core i7,而中文品牌名字依然为“酷睿”。初期上市的产品有三款,分别是Core i7 920、Core i7940和Core i7 Extreme Edition 965。
从规格来看,首批上市的三款Nehalem处理器全部采用45nm工艺,并且新增了三级缓存和QPI总线设计,而且内存控制器默认为三通道DDR3,彻底抛弃DDR2内存。全新的内存控制器设计让Nehalem处理器达到了之前酷睿2处理器的4倍内存带宽,从而可以更好地支持超线程应用。
五大装备助力Core i7性能提升
1.核心智能管理
Nehalem作为Intel第一款原生四核处理器,采用45nm制造工艺, 内置内存控制器,拥有4×256KB二级缓存,8MB三级共享缓存。通过SMT技术, 可将物理4核虚拟成8逻辑核心、三通道DDR3内存通过QPI连接。
由于对目前的应用来说,在大多情况下,多核心不可能同时运行,用户只需要少量核心运行即可满足需要。有鉴于此,Intel此次对节能技术再度进行升级。核心可以通过系统负载,在单逻辑核心到八逻辑核心动态转换,这项节能技术称之为Turbo Mode。有了这项技术后,CPU即可自动识别用户的当前负载情况,彻底关闭其中两个物理核心,减低功耗,同时自动加压超频另外两个物理核心, 提高CPU频率,进而降低CPU的总体功耗,并可在一定条件下提高CPU整体效率。
2.超线程回归
当年酷睿架构诞生之初,由于架构设计原因,毅然放弃了HT超线程技术,而此次原生4核的Nehalem处理器,作为处理器微架构升级的产物,性能提升是必然的。由于微架构的变化,并发多线程技术SMT得以回归,可有效提升多线程工作负载的性能,多线程运算效能比上代酷睿Peyn性能高出不少。Nehalem微构架的SMT功能支持每个内核同时运行双线程,且内置了三通道内存控制器,内存带宽相当惊人,并且延时非常低,所以此次超线程技术回归是顺理成章的事情。
3.三通道内存
CPU集成内存控制器,这项技术是一把双刃剑,虽然能提高系统的性能,主要是降低系统延时,但CPU的频率提升因此变得很难,还有不小的制造成本。也正因为这个原因,集成内存控制器一直是个玩家乐于讨论的问题,孰优孰劣,一直争论不休。在AMD推出集成内存控制器处理器后的5年,Intel终于也推出了集成内存控制器的产品。而为了压制竞争对手,保持技术领先者的姿态,Intel一上来就引入了三通道DDR3,引领内存带宽达到新的高度。
据Intel的资料, Nehalem内存控制器为IntegratedMemory Controller,简称IMC。规格上支持三通道DDR3内存。同时,IMC支持乱序读取可以有效降低延迟,而且每通道均可独立运行,无疑在一定程度上提高了兼容性问题。但稍感遗憾的是,Intel似乎没有照顾低端用户的意思,IMC仅支持目前价格昂贵的DDR3。
4.全新QPI系统总线
既然集成了IMC内存控制器,那么就需要能与之匹配连接到CPU核心的高速连接。Intel将此技术命名为QPI,和之前AMD的HT颇为相像。全新的QPI技术提供点到点的高速链路来分配共享内存,从而充分释放下一代Intel 45纳米微架构的并行处理性能。这些全新设计的微架构将首次采用QuickPath互联系统,在整体性能上实现了重大改进。不仅如此,现在QPI还有很大的升级弹性,未来的Nehalem和Tukwila微架构整合新QuickPath技术之后,每个处理器核心都将拥有集成的内存控制器和高速互联,把处理器和其他组件连接起来,动态可扩展的互联带宽,可以全面释放未来多核处理器的性能。
5.指令集再升级
SSE指令集作为Intel的顶梁柱,重要些不言而喻。每次的SSE指令集升级,都牵动着Intel不少心血,除了自身研发指令集外,如何能让众多软件支持新指令集是更为关键的问题。此次Nehalem架构的SSE4指令集再度扩展为SSE4.2,由于Peyn中的SSE4.1占据了大部分指令,所以Nehalem中SSE4.2仅是小幅升级,新加入的7条指令集,有效提升XML、String和文本处理的性能,可以说是对SSE4.1的修补。
性能全面体验:领略次世代平台的魅力
测试中我们采用的处理器是一颗Core i7 920,频率仅为2.66GHz,并非最高端的产品。不过不要小看它了,因为与之对比的是之前最高端的Core 2 ExtremeQX9770,频率高达3.2GHz,且看Core i7 920是否会因为频率的巨大劣势而位居下风。
此次测试包括子系统性能、整机性能和游戏性能测试这三大方面,由于Core i7 920集成了三通道内存控制器,所以测试中搭配了三条KingstonKHX11000D3LLK2/2GX内存, 且通过了IntelXMP认证,默认时序为DDR3 1066@7-7-7-20。
基准运算能力出众
经过上述全方位的测试,基于Nehalem架构的Core i7处理器基准运算能力的确相对于上一代产品有了突飞猛进的提升, 特别在SiSoftware Sandra 2009中多核效率和缓存性能分别提升78.2%和52.7%,相信这个成绩跟此次全新采用QPI总线结构和L3 Cache有很大的关系。
三通道内存不同凡响
得益于三通道DDR3内存控制器的导入,Core i7处理器打破了以往内存效能不足的窘境,直接将内存读取、写入、复制和延迟的效能提升到一个全新的境界。另一方面,QPI总线的设计让Core i7突破FSB瓶颈,创新的总线设计思路可以让基于Nehalem架构的处理器在服务器市场大放异彩,彻底消除了以往内存效能和FSB总线带来的痛楚。
多线程再次发力
超线程技术的回归虽然并不能带来双倍的性能提升,但这种设计直接让Core i7在科学运算和专业3D渲染与上代产品相比具有明显的优势。随着越来越多应用软件加入对多线程处理器的支持,具备8个逻辑运算核心的Core i7将牢牢把握多任务处理领域的话语权。当然,这一切应该建立在传统机械硬盘瓶颈得到有效解决的基础上。
游戏优化略显不足
虽然Intel在IDF上用《失落星球》演示了Core i7带来的30%游戏性能的提升,但经过实际游戏测试后发现,Corei7为游戏性能提升带来的拉力明显不足。《孤岛危机》测试中,Core i7 920在绝对性能上相差QX9770 0.3帧,毕竟频率较低,相信如果采用更高频率的Core i7处理器的话,会有所改观。不过这也说明,目前游戏对多线程的应用仍然支持得不够完善。
市场预测与展望:CPU量子危机上演
新一代四核心Core i7处理器性能全面超越上一代酷睿2四核产品已经是不争的事实,Core i7+X58的组合已经成功超越上代旗舰,且首批上市的四核心Bloomfield产品的价格基本与上一代四核处理器持平。Core架构的发布让竞争对手在两年时间内无法翻身,只能通过价格战来获取一定的市场份额,而如今Nehalem架构的按时发布则再次引发了CPU市场的量子危机,至于竞争对手如何逃过这一劫,让我们拭目以待。
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