英特爾Corei7

英特爾Corei7,是基於全新Nehalem架構的新一代桌面處理器。

簡介

Intel官方正式確認,基於全新Nehalem架構的新一代桌面處理器將沿用“Core”(酷睿)名稱,命名為“Intel Core i7”系列,至尊版的名稱是“Intel Core i7 Extreme”系列。而同架構伺服器處理器將繼續延用“Xeon”名稱。至於為什麼是“i7”,而不是大多數人認為的“Core 3”,Intel方面還沒給出詳細的解釋,估計意思是Intel的第七代處理器,但2000年推出Netbrust架構的Pentium 4處理器應該是屬於第七代產品的,真正解釋還是等Intel的回答吧。

作用

Intel Core i7是一款45nm原生四核處理器,處理器擁有8MB三級快取,支持三通道 DDR3記憶體。處理器採用LGA 1366針腳設計,支持第二代超執行緒技術,也就是處理器能以八執行緒運行。根據網上流傳的測試,同頻Core i7比Core 2 Quad性能要高出很多。

性價比

英特爾首先會發布三款Intel Core i7處理器,頻率分別為3.2GHz、2.93GHz和2.66GHz,主頻為3.2GHz的屬於Intel Core i7 Extreme,處理器售價為999美元,當然這款頂級處理器面向的是發燒級用戶。而頻率較低的2.66GHz的定價為284美元,約合1940元人民幣,面向的是普通消費者。Intel於2008年11月18日發布了三款Core i7處理器,分別為Core i7 920、Core i7 940和Core i7 965
酷睿i7
而從英特爾技術峰會2008(IDF2008)上英特爾展示的情況來看,core i7的能力在core2 extreme QX9770(3.2GHz)的三倍左右。IDF上,intel工作人員使用一顆core i7 3.2GHz處理器演示了CineBench R10多執行緒渲染,結果很驚人。渲染開始後,四顆核心的八個執行緒同時開始工作,僅僅19秒鐘後完整的畫面就呈現在了螢幕上,得分超過45800。相比之下,core2 extreme qx9770 3.2GHz只能得到12000分左右,超頻到4.0GHz才勉強超過15000分,不到core i7的3分之一。core i7的超強實力由此可窺見一斑。

性能

1. 基於Nehalem微架構
2. 2-6顆核心。
3. 內置三通道DDR3記憶體控制器。
4. 每顆核心獨享256KB二級快取。
5. 8 MB共享三級快取。
6. SSE 4.2指令集(七條新指令)。
7. 超執行緒技術。
8. Turbo Boost(自動超頻)。
9. 微架構最佳化(支持64-bit模式的宏融合,提高環形數據流監測器性能,六個數據發射連線埠等等)
10. 提升預判單元性能,增加第二組分支照準快取。
11. 第二組512路的TLB
12. 對於非整的SSE指令提升性能。
13. 提升虛擬機性能(根據Intel官方數據顯示,Nehalem相對65nm Core 2在雙程虛擬潛伏上有60%的提升,而相對45nm Core 2產品提升了20%)
14. 新的QPI匯流排。
15. 新的能源管理單元。
16. 45nm製程,32nm製程產品隨後上線,代號Westmere
17. 新的1366針腳接口。
酷睿i7
Nehalem相當於65nm產品有著如下幾個最重要的新增功能。
1. SSE4.1指令集(47個新SSE指令)。
2. 深層休眠技術(C6級休眠,只在移動晶片上使用)。
3. 加強型Intel動態加速技術(只在移動晶片上使用)。
4. 快速Radix-16分頻器和Super Shuffle engine,加強FPU性能
5. 加強型虛擬技術,虛擬機之間互動性能提升25%-75%。

技術參數


Intel Core i7 920 Intel core i7 940 Intel core i7 950 Intel core i7 Extreme Edition 965 Intel core i7 975 EE  Intel core i7 720QM intel core i7 980x EE
基本參數






適用類型 台式CPU 台式CPU 台式CPU 台式CPU 台式CPU 筆記本CPU 台式CPU
CPU系列 Core i7 Core i7 Core i7 Core i7 Core i7 Core i7 core i7 extreme
CPU核心






核心數量 四核心 四核心 四核心 四核心 四核心 四核心 六核心
工作功率(W) 130W 130W
130W
45W 130w
製作工藝 45 納米 45 納米 45 納米 45 納米 45 納米 45納米 32納米
電晶體(萬) 7.31億 7.31億
7.31億


CPU頻率






主頻(MHz) 2660MHz 2930MHz 3060MHz 3200MHz 3300MHz 2.8GHz
QPI匯流排 4.8GT/s 4.8GT/s
6.4GT/s


前端匯流排




1600MHz
倍頻(倍) 20
23 24 25

外頻


133MHz


CPU插槽






插槽類型 LGA 1366 LGA 1366
LGA 1366 LGA 1366
LGA 1366
針腳數 1366pin 1366pin
1366pin 1366pin

CPU快取






L1快取(KB) 4×64KB
128KB
128KB

L2快取(KB) 4×256KB 4x256KB 128KB 4x256KB 128KB 6MB
L3快取(KB) 8192KB 8192KB 8192KB 8192KB 8192KB 6MB 12MB
CPU指令集






指令集

MMX, SSE, SSE2, SSE3, SSSE3, SSE4.1, SSE4.2, EM64T
MMX, SSE, SSE2, SSE3, SSSE3, SSE4.1, SSE4.2, EM64T
MMX,SEE,SEE2,SEE3,SEE4.1,SEE4.2,EM64T,AES
其他參數






其他性能



D0步進不鎖倍頻

原生四核全新快取設計

我們知道,Core2Quad系列四核處理器其實是把兩個Core2Duo處理器封裝在一起,並非原生的四核設計,通過狹窄的前端匯流排FSB來通信,這樣的缺點是數據延遲問題比較嚴重,性能並不盡如人意。
酷睿i7
Corei7則採用了原生四核設計,採用先進的QPI(QuickPathInterconnect,下面將進行介紹)匯流排進行通訊,傳輸速度是FSB的5倍。
快取方面也採用了三級內含式Cache設計,L1的設計和Core微架構一樣;L2採用超低延遲的設計,每個核心256KB(256x4KB);L3採用共享式設計,被片上所有核心共享,容量為8MB。

採用全新QPI匯流排

Corei7的Nehalem架構最大的改進在前端匯流排(FSB)上,傳統的並行傳輸方式被徹底廢棄,轉而採用基於PCIExpress串列點對點傳輸技術的通用系統接口(CSI),被Intel稱為QuickPath。QuickPath的傳輸速率為6.4Gbps,這樣一條32bit的QuickPath頻寬就能達到25.6GB/sec。QuickPath的傳輸速率是
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FSB1333MHz的5倍,前者雖然數據位寬較窄,但傳輸頻寬仍然是後者的2.5倍。由於分別用於雙處理器和單處理平台,Gainestown有兩條QuickPath,而Bloomfield僅有一條。不難看出,在AMD推出HyperTransport高速串列匯流排,並逐漸在高性能運算領域建立優勢之後,Intel也迎頭趕上。若干年前,關於串列傳輸將一統天下的預言已經變成了現實,我們所要等待的是串列記憶體何時重返市場。

集成記憶體控制器

記憶體控制器相信大家不會感到陌生,競爭對手AMD早在K8時代CPU已經集成了記憶體控制器,能大幅提升記憶體性能,而Intel方面則表示由於時機還不合適,因此沒有在Core2中使用,現在最新的Corei7終於擁有集成記憶體控制器IMC(IntegratedMemoryController),可以支持三通道的DDR3記憶體,運行在DDR3- 酷睿i7
1333,記憶體位寬從128位提升到192位,這樣總共的峰值頻寬就可以達到32GB/s,達到了Core2的2-4倍。處理器採用了集成記憶體控制器後,它就能直接與物理存儲器陣列相連線,從而極大程度上減少了記憶體延遲的現象。

同步多執行緒技術

超執行緒技術(Hyper-Threading),最早出現在130nm的Pentium4上,超執行緒技術就是利用特殊的硬體指令,把兩個邏輯核心模擬成兩個物理晶片,讓單個處理器都能使用執行緒級並行計算,進而兼容多執行緒作業系統和軟體,減少了CPU的閒置時間,提高的CPU的運行效率。超執行緒技術使得Pentium4單核CPU也擁有較出色的多任務性能,現在通過改進後的超執行緒技術再次回歸到Corei7處理器上,新命名為同步多執行緒技術(SimultaneousMulti-Threading,SMT)。
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同步多執行緒(SimultaneousMulti-Threading,SMT)是2-way的,每核心可以同時執行2個執行緒。對於執行引擎來說,在多執行緒任務的情況下,就可以掩蓋單個執行緒的延遲。SMT功能的好處是只需要消耗很小的核心面積代價,就可以在多任務的情況下提供顯著的性能提升,比起完全再添加一個物理核心來說要划算得多。比起Pentium4的超執行緒技術(Hyper-Threading),Corei7的優勢是有更大的快取和更大的記憶體頻寬,這樣就更能夠有效的發揮多執行緒的作用。按照INTEL的說法,Nehalem的SMT可以在增加很少能耗的情況下,讓性能提升20-30%。
為什麼Core2沒有使用SMT?很顯然,它是可以做到的。SMT是在節省電力的基礎上增加了性能,而且軟體支持的基礎建設也早就有了。有2個可能的原因:一是Core2可能沒有足夠的記憶體頻寬和CPU內部頻寬來利用SMT獲得優勢。通常,SMT能夠提升記憶體級並行(memorylevelparallelism,MLP),但是對於記憶體頻寬已經成為瓶頸的系統則是個麻煩。而更有可能的原因則是SMT的設計、生效等是很麻煩的,而當初設計SMT是由INTEL的Hillsboro小組主持,而並非是Haifa小組(Core2是由這個小組負責的)。這樣Core2不使用SMT就避免了冒險。

自動超頻核心加速

TurboMode,故名思義,就是加速模式,它是基於Nehalem架構的電源管理技術,通過分析當前CPU的負載情況,智慧型地完全關閉一些用不上的核心,把能源留給正在使用的核心,並使它們運行在更高的頻率,進一步提升性能;相反,需要多個核心時,動態開啟相應的核心,智慧型調整頻率。這樣,在不影響CPU的TDP情況下,能把核心工作頻率調得更高。
舉個簡單的例子,如果遊戲只用到一個核心,TurboMode就會把其他三個核心自動關閉,把正在運行遊戲的那個核心的頻率提高,也就是自動超頻,在不浪費能源的情況下獲得更好的性能。Core2時代,即使是運行只支持單核的程式,其他核心仍會全速運行,得不到性能提升的同時,也造成了能源的浪費。
TurboBoost默認是開啟的,通過自動調高CPU的倍頻提高性能。在Intel原廠x58主機板上,低負載時默認調高1-2個倍頻。例如Corei7920默認頻率為2.66G,在TurboBoost默認是開啟的情況下,運行superpi是以單核2.8G來跑,這樣單執行緒性能也就得到提升。
超頻愛好者也許會想到,TurboMode自動提升的那個頻率可以手動調整嗎?如果可以,不就能利用它進行超頻嗎?答案是可以的,只要是ExtermeEditionCPU,就可以手動調整,好好利用,新的超頻方式從此誕生。

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