處理器革命：二代酷睿處理器性能對(duì)比
泡泡網(wǎng)筆記本頻道1月20日 2011年1月6日，是一個(gè)值得紀(jì)念的日子，因?yàn)橛⑻貭柟驹谶@一天正式發(fā)布了其第二代智能英特爾酷睿處理器家族（產(chǎn)品研發(fā)代號(hào)：Sandy Bridge），全新的產(chǎn)品和特性將為用戶提供前所未有的高智能化和新視覺體驗(yàn)。同時(shí)，在遙遠(yuǎn)的美國(guó)拉斯維加斯，英特爾新平臺(tái)在國(guó)際消費(fèi)電子展（CES）上進(jìn)行了全球同步發(fā)布。
每當(dāng)處理器平臺(tái)的更新?lián)Q代，都會(huì)帶來(lái)更強(qiáng)勁的性能和更加豐富的功能，有的產(chǎn)品只是提升一個(gè)等級(jí)，而有的產(chǎn)品則會(huì)是帶來(lái)里程碑式的變化，而在相關(guān)的報(bào)道中，英特爾則將此次第二代智能酷睿處理器的發(fā)布?xì)w類于第二者?？氨犬?dāng)年經(jīng)典奔騰處理器的誕生。那么下面我們就來(lái)看一下這個(gè)第二代智能酷睿處理器到底有什么過人之處。
在發(fā)布會(huì)上，英特爾公司中國(guó)區(qū)總裁楊敘表示：“英特爾公司致力于以創(chuàng)新推動(dòng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，并攜手產(chǎn)業(yè)合作伙伴為用戶帶來(lái)日新月異的計(jì)算體驗(yàn)和使用模式，更智能化的計(jì)算，更個(gè)性化的體驗(yàn)，是廣大消費(fèi)者的需求，也是各種計(jì)算設(shè)備發(fā)展的趨勢(shì)和方向。第二代智能英特爾酷睿處理器是英特爾公司鐘擺模式（Tick-Tock）產(chǎn)品發(fā)展戰(zhàn)略在微架構(gòu)上實(shí)現(xiàn)的又一次革新，智能化程度更高，計(jì)算能力更卓越，尤其是在視覺體驗(yàn)方面實(shí)現(xiàn)了突破性的進(jìn)步，將為用戶‘創(chuàng)建、編輯和欣賞’包括高清和3D在內(nèi)的多種內(nèi)容帶來(lái)全新的使用體驗(yàn)?！?/P>
英特爾公司中國(guó)區(qū)總裁楊敘先生展示Sandy Bridge平臺(tái)芯片
楊敘先生講解新平臺(tái)架構(gòu)
第二代智能英特爾酷睿處理器的全新特性包括英特爾高速視頻同步技術(shù)、增強(qiáng)的英特爾睿頻加速2.0技術(shù)以及英特爾（WiDi）無(wú)線顯示技術(shù)等。
本次發(fā)布會(huì)英特爾共發(fā)布了桌面級(jí)、移動(dòng)級(jí)領(lǐng)域的20多款處理器、無(wú)線適配器和芯片組，包括英特爾酷睿i7、i5和i3處理器、英特爾6芯片組系列、英特爾迅馳Wi-Fi與WiMAX適配器。全球各大電腦制造商將基于上述產(chǎn)品推出500多款筆記本和臺(tái)式機(jī)平臺(tái)的新產(chǎn)品。據(jù)悉，第二代智能英特爾酷睿處理器的四核產(chǎn)品將于1月9日正式上市，雙核產(chǎn)品將于2月上市。
一、緩存
從高級(jí)層面角度看，SNB架構(gòu)只是一次進(jìn)化，但是如果看看Nehalem/Westmere以來(lái)晶體管變化的規(guī)模，絕對(duì)是一次革命。 Core 2引入了一種叫作循環(huán)流檢測(cè)器(LSD)的邏輯塊，檢測(cè)到CPU執(zhí)行軟件循環(huán)的時(shí)候就會(huì)關(guān)閉分枝預(yù)測(cè)器、預(yù)取/解碼引擎，然后通過自身緩存的微指令(micro-ops)供給執(zhí)行單元。這種做法通過在循環(huán)執(zhí)行的時(shí)候關(guān)閉前端節(jié)省了功耗，并改進(jìn)了性能。
SNB里又增加了一個(gè)微指令緩存，用于在指令解碼時(shí)臨時(shí)存放。這里沒有什么嚴(yán)格的算法，指令只要在解碼就會(huì)放入緩存。預(yù)取硬件獲得一個(gè)新指令的時(shí)候，會(huì)首先檢查它是否存在于微指令緩存中，如是則由緩存為其余的管線服務(wù)，前端隨之關(guān)閉。解碼硬件是x86管線里非常復(fù)雜的部分，關(guān)閉它能夠節(jié)約大量的功耗。如果這種技術(shù)也能引入到Atom處理器架構(gòu)中，無(wú)疑也能使之受益匪淺。
這個(gè)緩存是直接映射的，能存儲(chǔ)大約1.5K微指令，相當(dāng)于6KB指令緩存。它位于一級(jí)指令緩存內(nèi)，大多數(shù)程序的命中率都能達(dá)到80％左右，而且?guī)捯蚕啾纫患?jí)指令緩存更高、更穩(wěn)定。真正的一級(jí)指令和數(shù)據(jù)緩存并沒有變，仍然都是32KB，合計(jì)64KB。
這看起來(lái)有點(diǎn)兒像Pentium 4的追蹤緩存，但最大的不同是它并不緩存追蹤，而更像是一個(gè)指令緩存，存儲(chǔ)的是微指令，而非x86指令(macro-ops)。 與此同時(shí)，Intel還完全重新了一個(gè)分支預(yù)測(cè)單元(BPU)，精確度更高，并在三個(gè)方面進(jìn)行了創(chuàng)新。
第一，標(biāo)準(zhǔn)的BPU都是2-bit預(yù)測(cè)器，每個(gè)分支都使用相關(guān)可信度(強(qiáng)/弱)進(jìn)行標(biāo)記。Intel發(fā)現(xiàn)，這種雙模預(yù)測(cè)器所預(yù)測(cè)的分支幾乎都是強(qiáng)可信度的，因此SNB里多個(gè)分支都使用一個(gè)可信度位，而不是每個(gè)分支對(duì)應(yīng)一個(gè)可信度位，結(jié)果就是在分支歷史表中同樣的位可以對(duì)應(yīng)更多分支，進(jìn)而提高預(yù)測(cè)精確度。
第二，分支目標(biāo)同樣做了翻新。之前的架構(gòu)中分支目標(biāo)的大小都是固定的，但是大多數(shù)目標(biāo)都是相對(duì)近似的。SNB現(xiàn)在支持多個(gè)不同的分支目標(biāo)大小，而不是一味擴(kuò)大尋址能力、保存所有分支目標(biāo)，因而浪費(fèi)的空間更少，CPU能夠跟蹤更多目標(biāo)、加快預(yù)測(cè)速度。
第三，提高分枝預(yù)測(cè)器精度的傳統(tǒng)方法是使用更多的歷史位，但這只對(duì)要求長(zhǎng)指令的特定類型分支有效，SNB于是將分支按照長(zhǎng)短不同歷史進(jìn)行劃分，從而提高預(yù)測(cè)精度。
二、物理寄存器文件(PRF)和執(zhí)行改進(jìn)
類似于AMD的推土機(jī)、山貓，Intel SNB也使用了物理寄存器文件。Core 2、Nehalem架構(gòu)中，每個(gè)微指令需要的每個(gè)操作數(shù)都有一份拷貝，這就意味著亂序執(zhí)行硬件(調(diào)度器/重排序緩存/關(guān)聯(lián)隊(duì)列)必須要非常大，以便容納微指令和相關(guān)數(shù)據(jù)。Core Duo時(shí)代是80-bit，加入SSE指令集后增至128-bit，現(xiàn)在又有了AVX指令集，按照趨勢(shì)會(huì)翻番至256-bit。
RPF在寄存器文件中存儲(chǔ)微指令操作數(shù)，而微指令在亂序執(zhí)行引擎中只會(huì)攜帶指向操作數(shù)的指針，而非數(shù)據(jù)本身。這就大大降低了亂序執(zhí)行硬件的功耗(轉(zhuǎn)移大量數(shù)據(jù)很費(fèi)電的)，同時(shí)也減小了流水線的核心面積，數(shù)據(jù)流窗口也增大了三分之一。
核心面積的精簡(jiǎn)正是AVX指令(SNB最主要革新之一)集得以實(shí)現(xiàn)并保證良好性能的關(guān)鍵所在。以最小的核心面積代價(jià)，Intel將所有SIMD單元都轉(zhuǎn)向了256-bit。
AVX支持256-bit操作數(shù)，相當(dāng)消耗晶體管與核心面積，而RPF的使用加大了亂序執(zhí)行緩沖，能夠很好地滿足更高吞吐量的浮點(diǎn)引擎。
Nehalem架構(gòu)中有三個(gè)執(zhí)行端口和三個(gè)執(zhí)行單元堆棧：
SNB允許256-bit AVX指令借用128-bit的整數(shù)SIMD數(shù)據(jù)路徑，這就使用最小的核心面積實(shí)現(xiàn)了雙倍的浮點(diǎn)吞吐量，每個(gè)時(shí)鐘可以進(jìn)行兩個(gè)256-bit AVX操作。另外執(zhí)行硬件和路徑的上位128-bit是受電源柵極(Power Gate)控制的，標(biāo)準(zhǔn)128-bit SSE操作不會(huì)因?yàn)?56-bit擴(kuò)展而增加功耗。
AMD推土機(jī)架構(gòu)對(duì)AVX的支持則有所不同，使用了兩個(gè)128-bit SSE路徑來(lái)合并成256-bit AVX操作，即使八核心(四模塊)推土機(jī)的256-bit AVX吞吐量也要比四核心SNB少一半，不過實(shí)際影響完全取決于應(yīng)用程序如何利用AVX。 SNB的峰值浮點(diǎn)性能翻了一番，這就對(duì)載入和存儲(chǔ)單元提出了更高要求。Nehalem/Westmere架構(gòu)中有三個(gè)載入和存儲(chǔ)端口：載入、存儲(chǔ)地址、存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。
SNB架構(gòu)中載入和存儲(chǔ)地址端口是對(duì)稱的，都可以執(zhí)行載入或者存儲(chǔ)地址，載入帶寬因此翻倍。 SNB的整數(shù)執(zhí)行也有了改進(jìn)，只是比較有限。ADC指令吞吐量翻番，乘法運(yùn)算可加速25％。
三、環(huán)形總線與三級(jí)緩存
Nehalem/Westmere每個(gè)核心都與三級(jí)緩存單獨(dú)相連，都需要大約1000條連線，而這種做法的缺點(diǎn)是如果頻繁訪問三級(jí)緩存，效果可能不會(huì)太好。
SNB又整合了GPU圖形核心、視頻轉(zhuǎn)碼引擎，并共享三級(jí)緩存。Intel并沒有沿用此前的做法，再增加2000條連線，而是像服務(wù)器版的Nehalem-EX、Westmere-EX那樣，引入了環(huán)形總線(Ring Bus)，每個(gè)核心、每一塊三級(jí)緩存(LLC)、集成圖形核心、媒體引擎、系統(tǒng)助手(System Agent)都在這條線上擁有自己的接入點(diǎn)，形象地說就是個(gè)“站臺(tái)”。
SandyBridge的環(huán)形總線
這條環(huán)形總線由四條獨(dú)立的環(huán)組成，分別是數(shù)據(jù)環(huán)(DT)、請(qǐng)求環(huán)(QT)、響應(yīng)環(huán)(RSP)、偵聽環(huán)(SNP)。每條環(huán)的每個(gè)站臺(tái)在每個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)都能接受32字節(jié)數(shù)據(jù)，而且環(huán)的訪問總會(huì)自動(dòng)選擇最短的路徑，以縮短延遲。隨著核心數(shù)量、緩存容量的增多，緩存帶寬也隨時(shí)同步增加，因而能夠很好地?cái)U(kuò)展到更多核心、更大服務(wù)器集群。
這樣，SNB每個(gè)核心的三級(jí)緩存帶寬都是96GB/s，堪比高端Westmere，而四核心系統(tǒng)更是能達(dá)到384GB/s，因?yàn)槊總€(gè)核心都在環(huán)上有一個(gè)接入點(diǎn)。
三級(jí)緩存的延遲也從大約36個(gè)周期減少到26-31個(gè)周期。此前預(yù)覽的時(shí)候我們就已經(jīng)感覺到了這一點(diǎn)，現(xiàn)在終于有了確切的數(shù)字。三級(jí)緩存現(xiàn)在被劃分成多個(gè)區(qū)塊，分別對(duì)應(yīng)一個(gè)CPU核心，都在環(huán)形總線上有自己的接入點(diǎn)和完整緩存管線。每個(gè)核心都可以訪問全部三級(jí)緩存，只是延遲不同。此前三級(jí)緩存只有一條緩存管線，所有核心的請(qǐng)求都必須通過它，現(xiàn)在很大程度上分而治之了。 和以前不同的是，三級(jí)緩存的頻率現(xiàn)在也和核心頻率同步，因而速度更快，不過缺點(diǎn)是三級(jí)緩存也會(huì)隨著核心而降頻，所以如果CPU降頻的時(shí)候GPU又正好需要訪問三級(jí)緩存，速度就慢下來(lái)了。
四、系統(tǒng)助手
經(jīng)過環(huán)形總線、三級(jí)緩存的變化，非核心(Uncore)概念還在，但是Intel改稱之為系統(tǒng)助手，基本就相當(dāng)于曾經(jīng)的北橋芯片：
PCI-E控制器，可提供16條PCI-E 2.0信道，支持單條PCI-E x16或者兩條PCI-E x8插槽；
重新設(shè)計(jì)的雙通道DDR3內(nèi)存控制器，內(nèi)存延遲也恢復(fù)了正常水平(Westmere將內(nèi)存控制器移出CPU、放到了GPU上)；
此外還有DMI總線接口、顯示引擎、電源控制單元(PCU)。
系統(tǒng)助手的頻率要低于其他部分，有自己獨(dú)立的電源層。
五、整合圖形核心
Intel的集成顯卡似乎總是個(gè)笑話，但這次確實(shí)不一樣了。SNB的CPU性能相比現(xiàn)在提升了10-30％，進(jìn)化到第六代的GPU圖形性能則會(huì)輕松翻好幾番。
Westmere雖然也自帶了圖形核心，但與CPU是雙內(nèi)核封裝，只是通過45nm工藝、更多著色硬件、更高頻率提升了性能，SNB則將CPU、GPU封裝在同一內(nèi)核中，全部采用32nm工藝，特別是顯著提高了IPC(指令/時(shí)鐘)。
SNB GPU有自己的電源島和時(shí)鐘域，也支持Turbo Boost技術(shù)，可以獨(dú)立加速或降頻，并共享三級(jí)緩存。顯卡驅(qū)動(dòng)會(huì)控制訪問三級(jí)緩存的權(quán)限，甚至可以限制GPU使用多少緩存。將圖形數(shù)據(jù)放在緩存里就不用繞道去遙遠(yuǎn)而“緩慢”的內(nèi)存了，這對(duì)提升性能、降低功耗都大有裨益。
不過這么做并沒有說起來(lái)這么簡(jiǎn)單。NVIDIA GF100核心費(fèi)了九牛二虎之力，SNB其實(shí)也差不多，同樣進(jìn)行了全新設(shè)計(jì)。
順便提一下Intel的獨(dú)立顯卡工程Larrabee。它的重點(diǎn)是廣泛使用全面可編程硬件(除了紋理硬件)，SNB則是全面使用固定功能硬件，功能特性和硬件單元相對(duì)應(yīng)，這樣的好處是性能、功耗、核心面積都大大優(yōu)化，損失則是缺乏彈性。顯然，Intel世界的中心仍舊是CPU，不能讓GPU過分強(qiáng)大，這和NVIDIA的理念正好相反。
可編程著色硬件被稱為EU，包含著色器、核心、執(zhí)行單元等，可以從多個(gè)線程雙發(fā)射時(shí)取指令。內(nèi)部ISA映射和絕大多數(shù)DX10 API指令一一對(duì)應(yīng)，架構(gòu)很像CISC，結(jié)果就是有效擴(kuò)大了EU的寬度，IPC也顯著提升。
抽象數(shù)學(xué)運(yùn)算由EU內(nèi)的硬件負(fù)責(zé)，性能得以同步提高。Intel表示，正弦(sine)、余弦(cosine)操作的速度比現(xiàn)在的HD Graphics提升了幾個(gè)數(shù)量級(jí)。
Intel此前的圖形架構(gòu)中，寄存器文件都是即時(shí)重新分配的。如果一個(gè)線程需要的寄存器較少，剩余寄存器jiuihui分配給其他線程。這樣雖能節(jié)省核心面積，但也會(huì)限制性能，很多時(shí)候線程可能會(huì)面臨沒有寄存器可用的尷尬。在芯片組集成時(shí)代，每個(gè)線程平均64個(gè)寄存器，Westmere HD Graphics提高到平均80個(gè)，SNB則每個(gè)線程固定為120個(gè)。
所有這些改進(jìn)加起來(lái)，SNB里每個(gè)EU的指令吞吐量都比現(xiàn)在的HD Graphics增加了一倍。
SNB集成的GPU圖形核心分為兩大版本，分別擁有6個(gè)、12個(gè)EU。首批發(fā)布的移動(dòng)版全部是12個(gè)EU，桌面版則根據(jù)型號(hào)不同而有兩種配置，可能是高端12個(gè)、低端6個(gè)。得益于每個(gè)EU吞吐量翻番、運(yùn)行頻率更高、共享三級(jí)緩存等特點(diǎn)，即使只有六個(gè)的時(shí)候性能也會(huì)相當(dāng)令人滿意。
六、媒體引擎
除了GPU圖形核心，SNB中還有一個(gè)媒體處理器，專門負(fù)責(zé)視頻解碼、編碼。
媒體處理器
新的硬件加速解碼引擎中，整個(gè)視頻管線都通過固定功能單元進(jìn)行解碼，和現(xiàn)在正好相反。Intel據(jù)此宣稱，SNB在播放視頻的時(shí)候功耗可降低一半。 視頻編碼引擎則是全新的。具體細(xì)節(jié)沒有公布，但是Intel現(xiàn)場(chǎng)拿出了一段3分鐘長(zhǎng)的1080p 30Mbps高清視頻，將其轉(zhuǎn)換成640×360 iPhone格式，結(jié)果整個(gè)過程耗時(shí)僅僅14秒鐘，轉(zhuǎn)換速度高達(dá)400FPS左右，而這只花費(fèi)了大約3平方毫米的核心面積。
Intel與軟件產(chǎn)業(yè)合作密切，相信這種視頻轉(zhuǎn)碼技術(shù)會(huì)很快得到廣泛支持。
七、新一代Turbo Boost
Lynnfield Core i7/i5首次引入了智能動(dòng)態(tài)加速技術(shù)“Turbo Boost”(睿頻)，能夠根據(jù)工作負(fù)載，自動(dòng)以適當(dāng)速度開啟全部核心，或者關(guān)閉部分限制核心、提高剩余核心的速度，比如一顆熱設(shè)計(jì)功耗(TDP)為 95W的四核心處理器，可能會(huì)三個(gè)核心完全關(guān)閉，最后一個(gè)大幅提速，一直達(dá)到95W TDP的限制。 現(xiàn)有處理器都是假設(shè)一旦開啟動(dòng)態(tài)加速，就會(huì)達(dá)到TDP限制，但事實(shí)上并非如此，處理器不會(huì)立即變得很熱，而是有一段時(shí)間發(fā)熱量距離TDP還差很多。
SNB利用這一點(diǎn)特性，允許單元控制單元(PCU)在短時(shí)間內(nèi)將活躍核心加速到TDP以上，然后慢慢降下來(lái)。PCU會(huì)在空閑時(shí)跟蹤散熱剩余空間，在系統(tǒng)負(fù)載加大時(shí)予以利用。處理器空閑的時(shí)間越長(zhǎng)，能夠超越TDP的時(shí)間就越長(zhǎng)，但最長(zhǎng)不超過25秒鐘。
不過在穩(wěn)定性方面，PCU不會(huì)允許超過任何限制。
之前我們也已經(jīng)說過了，SNB GPU圖形核心也可以獨(dú)立動(dòng)態(tài)加速，最高可達(dá)驚人的1.35GHz。如果軟件需要更多CPU資源，那么CPU就會(huì)加速、GPU同時(shí)減速，反之亦然。
Sandy Bridge家族仍然沿用酷睿i3/i5/i7的品牌+子系列的命名方式，編號(hào)上采用四位數(shù)字，其中第一位均為“2”，表示第二代Core i系列，編號(hào)末尾往往有一個(gè)代表不同含義的字母：K代表不鎖定倍頻，均為高端產(chǎn)品；S代表性能優(yōu)化，原始頻率比沒有字母后綴的低很多，但是單核心加速最高頻率基本相同，另外熱設(shè)計(jì)功耗都是65W；T代表功耗優(yōu)化，熱設(shè)計(jì)功耗只有45W或35W，但是頻率也是各產(chǎn)品中最低的。
下面我們通過表格來(lái)了解一下其相關(guān)信息：
Sandy Bridge移動(dòng)平臺(tái)命名及基本信息
2011年一季度首批Sandy Bridge移動(dòng)平臺(tái)處理器前瞻
從上表可知，移動(dòng)級(jí)處理器編號(hào)中均會(huì)有“M”字母做標(biāo)識(shí)，同時(shí)沿用“QM”與“XM”標(biāo)識(shí)，分別表示四核心和至尊版處理器。
目前國(guó)內(nèi)廠商中能和英特爾最新處理器的發(fā)布同步上市的只有：聯(lián)想、華碩和宏碁。而今天我們拿到的就是鼎鼎大名的聯(lián)想Y460P和華碩N53S。兩者都采用了英特爾酷睿二代智能處理器，下面我們就來(lái)看一下他們的配置表。
酷睿二代參測(cè)產(chǎn)品配置表
聯(lián)想Y460P處理器信息
聯(lián)想Y460P采用了一顆酷睿i7-2630M處理器，它采用32nm制造工藝，更加省電，主頻為2GHz。酷睿i7 2630QM處理器擁有原生4個(gè)核心，具備超線程技術(shù)，能夠模擬8核心運(yùn)行。其共享6MB L3緩存外，每顆核心內(nèi)部還單獨(dú)具備256KB的L2緩存，另外還為每顆核心配備了與Core架構(gòu)極為類似的32KB L1緩存。
華碩N53S處理器信息
華碩N53S采用了一顆酷睿i7-2820M處理器，它采用32nm制造工藝，更加省電，主頻為2.3GHz?？犷7 2820QM處理器擁有原生4個(gè)核心，具備超線程技術(shù)，能夠模擬8核心運(yùn)行。其共享8MB L3緩存外，每顆核心內(nèi)部還單獨(dú)具備256KB的L2緩存，另外還為每顆核心配備了與Core架構(gòu)極為類似的32KB L1緩存。
為了和新酷睿i平臺(tái)作對(duì)比，我們精心挑選了兩款筆記本：索尼S138EC和神舟精盾K580-i7。先來(lái)看一下他們的配置。
舊酷睿平臺(tái)配置表
索尼S138EC處理器信息
索尼S138EC采用了一顆酷睿i5-560M處理器，它采用32nm制造工藝，主頻為2.67GHz?？犷5-560M處理器擁有原生2個(gè)核心，具備超線程技術(shù)，能夠模擬4核心運(yùn)行。其共享3MB L3緩存外，每顆核心內(nèi)部還單獨(dú)具備256KB的L2緩存。
神舟精盾K580-i7處理器信息
神舟精盾K580-i7采用了一顆酷睿i7-640M處理器，它采用32nm制造工藝，主頻為2.80GHz?？犷7-640M處理器擁有原生2個(gè)核心，具備超線程技術(shù)，能夠模擬4核心運(yùn)行。其共享4MB L3緩存外，每顆核心內(nèi)部還單獨(dú)具備256KB的L2緩存。
在評(píng)測(cè)中無(wú)疑會(huì)出現(xiàn)大量測(cè)試數(shù)據(jù)，雖然這些測(cè)試數(shù)據(jù)可以從側(cè)面的反映出測(cè)試產(chǎn)品的實(shí)際性能，相信絕大部分消費(fèi)者對(duì)這些數(shù)據(jù)的產(chǎn)生并不了解甚至概念可言。作為評(píng)測(cè)數(shù)據(jù)出現(xiàn)比較頻繁的處理器來(lái)說，評(píng)測(cè)數(shù)據(jù)很大程度上可以反映出這款產(chǎn)品在某些方面的實(shí)際性能。其實(shí)，CPU評(píng)測(cè)軟件的工作原理都是不盡相同的，不同的CPU測(cè)試軟件對(duì)CPU不同方面的性能評(píng)估也是不盡相同的。
CPU測(cè)試軟件隨著CPU核心數(shù)量的增加而在不斷的優(yōu)化，隨著CPU測(cè)試軟件的發(fā)展速度還不能追上目前CPU的發(fā)展速度，特別是對(duì)CPU新的指令集沒有進(jìn)行優(yōu)化。對(duì)于CPU來(lái)說決定CPU性能的除了主頻外，核心架構(gòu)才是影響其性能關(guān)鍵的所在。就像當(dāng)時(shí)的奔騰4雖然主頻高達(dá)3G甚至更高，但是由于核心架構(gòu)問題，造成CPU的執(zhí)行效率非常之低下。因此，在性能方面卻遠(yuǎn)不及現(xiàn)在的酷睿2架構(gòu)。
值得一提的是，現(xiàn)在CPU核心數(shù)量發(fā)展迅速，短短的幾年間4核心處理器開始趨于普及，售價(jià)千元左右的四核產(chǎn)品已經(jīng)浮出水面，這樣對(duì)CPU測(cè)試軟件就必須要對(duì)多線程和多核心進(jìn)行優(yōu)化。其實(shí)，在多任務(wù)下也是消費(fèi)者們最為關(guān)心的。
測(cè)試軟件選擇
根據(jù)上述情況我們將測(cè)試項(xiàng)目分為基準(zhǔn)測(cè)試、科學(xué)運(yùn)算能力測(cè)試、內(nèi)存及緩存效能測(cè)試、圖形渲染性能測(cè)試。所使用的軟件我們也盡量做到能公正客觀地反映CPU各項(xiàng)參數(shù)的性能。
SiSoftware Sandra (the System ANalyser, Diagnostic and Reporting Assistant)一套功能強(qiáng)大的系統(tǒng)分析、診斷、測(cè)試和報(bào)告工具，包括眾多的分析與測(cè)試模組。它的最新版本支持多核心、多線程處理器，讓我們可以更好地用它來(lái)考察PC的總體性能。這里將測(cè)試CPU的基本運(yùn)算能力效能。
SiSoftware Sandra算數(shù)處理器測(cè)試（數(shù)值越大越好）
在核心能力運(yùn)算性能測(cè)試方面，第二代智能酷睿表現(xiàn)非常搶眼，在i7同等級(jí)下是舊款酷睿的兩倍有余。
多媒體指令集測(cè)試我們同樣的使用SiSoftware Sandra這款軟件來(lái)進(jìn)行評(píng)測(cè)。這里將測(cè)試CPU的多媒體指令集效能。
多媒體性能測(cè)試（數(shù)值越大越好）
對(duì)于多媒體性能而言，緩存大小及主頻頻率對(duì)性能表現(xiàn)都有著一定的影響。不過我們也可以看出來(lái)，核心數(shù)量的影響對(duì)處理器多媒體的表現(xiàn)也有著一定的決定作用?？梢钥闯觯诙悄苡⑻貭柨犷Ｌ幚砥髟诙嗝襟w表現(xiàn)里有著很大幅度的提升，產(chǎn)品性能有著極大地進(jìn)步。可見架構(gòu)的變化對(duì)其性能有著極大的輔助。
wPrime是一款與Super Pi相同的圓周率計(jì)算軟件，但與Super Pi只能支持單線程不同的是，wPrime可以支持多個(gè)線程同時(shí)計(jì)算，也就是說可以支持更多核心處理器，并且測(cè)試多核心處理器性能時(shí)比Super Pi更加準(zhǔn)確。
測(cè)試?yán)锩婀卜譃椋?2m和1024m兩個(gè)測(cè)試項(xiàng)目，根據(jù)前面設(shè)置的線程數(shù)來(lái)對(duì)CPU數(shù)學(xué)運(yùn)行性能考核。wPrime能夠很大程度上反映出CPU在多任務(wù)下的實(shí)際運(yùn)算能力，而且再多核心CPU測(cè)試成績(jī)的準(zhǔn)確性遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于Super Pi，是目前比較流行的一款圓周率多線程計(jì)算軟件。
wPrime測(cè)試結(jié)果（數(shù)值越小越好）
wPrime測(cè)試結(jié)果（數(shù)值越小越好）
第二代智能酷睿i處理器在32M和1024M情況下已經(jīng)逼近10秒和300秒的大關(guān)，這得益于其優(yōu)秀的最新架構(gòu)外，其所支持的第二代睿頻加速功能也功不可沒。
Fritz Chess Benchmark是一款國(guó)際象棋測(cè)試軟件，但它并不是獨(dú)立存在的，而是《Fritz9》這款獲得國(guó)際認(rèn)可的國(guó)際象棋程序中的一個(gè)測(cè)試性能部分。它可以讓我們的X86計(jì)算機(jī)也能完成IBM“深藍(lán)”當(dāng)初所做的事情，那就是計(jì)算國(guó)際象棋的步法預(yù)測(cè)和計(jì)算，雖然現(xiàn)在我們的個(gè)人電腦依然無(wú)法與10年前IBM的“深藍(lán)”相提并論，并且無(wú)論是在處理器架構(gòu)方面、節(jié)點(diǎn)方面還是AIX操作系統(tǒng)方面都有很大的差距，但是Fritz Chess Benchmark依然是目前在個(gè)人計(jì)算機(jī)方面最好的步法計(jì)算和預(yù)測(cè)軟件，同時(shí)也可以讓我們對(duì)等的看到目前我們所使用的個(gè)人計(jì)算機(jī)到底達(dá)到了一個(gè)什么樣子的水平。同時(shí)該軟件還給出了一個(gè)基準(zhǔn)參數(shù)，就是在P3 1.0G處理器下，其可以每秒運(yùn)算48萬(wàn)步。
Fritz Chess Benchmark
Fritz Chess Benchmark的特點(diǎn)也是可以根據(jù)CPU的核心數(shù)量自動(dòng)檢測(cè)出測(cè)測(cè)試的線程數(shù)，將CPU的最后一滴潛能都發(fā)揮得淋漓盡致。其更加側(cè)重于CPU的邏輯運(yùn)行能力，測(cè)試結(jié)果還將與P3 1G的測(cè)試性能進(jìn)行比較，最后得出CPU與P3 1G處理器之間的關(guān)系。
Fritz Chess Benchmark測(cè)試成績(jī)
Fritz 10針對(duì)了多核心處理器進(jìn)行了優(yōu)化，比較能夠凸顯產(chǎn)品的多線程能力。擁有4核心8線程的第二代智能酷睿處理器毫無(wú)疑問地領(lǐng)先2核心4線程的舊酷睿一大截。
Super PI是一款專用于檢測(cè)CPU穩(wěn)定性的軟件，軟件通過計(jì)算圓周率讓CPU高負(fù)荷運(yùn)作，以達(dá)到考驗(yàn)CPU計(jì)算能力與穩(wěn)定性的作用。該軟件的使用很簡(jiǎn)單，下載運(yùn)行后，單擊軟件主界面“計(jì)算”菜單，軟件將彈出對(duì)話框讓你選擇要計(jì)算的圓周率位數(shù)，計(jì)算的位數(shù)越多，檢測(cè)時(shí)間越長(zhǎng)，對(duì)CPU的考驗(yàn)也越大。通常一般情況下可以選擇104萬(wàn)位的運(yùn)算，如果要求較高則可以選擇419萬(wàn)位的運(yùn)算。如果CPU能夠在最高的3355萬(wàn)位的檢測(cè)中通過，則該CPU將能夠在非?？量痰沫h(huán)境下穩(wěn)定運(yùn)行。
Super PI測(cè)試成績(jī)
Super PI純?yōu)閱尉€程應(yīng)用，主要考察CPU核心的運(yùn)算能力，在這個(gè)環(huán)節(jié)中新舊兩代酷睿處理器的成績(jī)區(qū)別不是很大。酷睿i7-2630M和i7-640M的成績(jī)相當(dāng)。
在這個(gè)環(huán)節(jié)中，我們分別用新舊兩個(gè)版本10和11.5的Cinebench進(jìn)行測(cè)試。
CineBench是業(yè)界公認(rèn)的基準(zhǔn)測(cè)試軟件，在國(guó)內(nèi)外主流媒體的多數(shù)系統(tǒng)性能測(cè)試中都能看到它的身影。它使用該公司針對(duì)電影電視行業(yè)開發(fā)的Cinema 4D特效軟件引擎，可以測(cè)試CPU和顯卡的性能。
R10版能榨干系統(tǒng)的最后一點(diǎn)潛能，準(zhǔn)確體現(xiàn)系統(tǒng)性能指標(biāo)。CINEBENCH R10支持Windows XP和vista的X86/X64系統(tǒng)，以及PowerPC和Intel架構(gòu)Mac平臺(tái)，最高支持16個(gè)處理器核心。
CineBench R10測(cè)試成績(jī)
現(xiàn)在CineBench已經(jīng)更新到R11.5版本，由于舊版本已經(jīng)可以說非常輕松而且運(yùn)行時(shí)間也非常短，所以在新版本中需要加大測(cè)試量，這樣渲染時(shí)間也長(zhǎng)出很多，對(duì)于硬件性能的對(duì)比更有利。
CineBench R11.5測(cè)試成績(jī)
處理器的核心數(shù)量極大的影響著多核成績(jī)。在測(cè)試中，酷睿i7 2820QM處理器得分達(dá)到了4.85分的高分，可見其多核心利用率較高，能夠獲得不錯(cuò)的成績(jī)。而在測(cè)試酷睿i7 2630QM中我們發(fā)現(xiàn)，其CPU得分同樣也超過了4分，達(dá)到了4.85，這樣的執(zhí)行效率已經(jīng)堪比上代具備了超線程功能的酷睿i7處理器。
WinRAR作為一款目前非常流行的壓縮軟件，我們使用了它內(nèi)置的測(cè)試功能。測(cè)試的結(jié)果可以有效的反映CPU的性能。
其實(shí)，我們?cè)陔娔X的日常應(yīng)用中都離開WinRAR這款功能強(qiáng)大的軟件，但是這款軟件自帶的硬件性能測(cè)試也是能夠非常好的反映出CPU的實(shí)際性能，除此之外，WinRAR還可以反映出內(nèi)存與CPU之間的帶寬速度。
WinRAR測(cè)試成績(jī)
由于在WinRAR壓縮過程中不僅對(duì)CPU的性能是個(gè)嚴(yán)重的考量，同時(shí)也對(duì)CPU同內(nèi)存之間的數(shù)據(jù)交換有著比較準(zhǔn)確的評(píng)估。而且WinRAR可以支持多核心處理，并且在多核心和單核心測(cè)試中差距比較明顯，能夠非常準(zhǔn)確地反映出CPU實(shí)際性能。第二代智能酷睿處理器領(lǐng)先舊酷睿一倍有余，提升非常明顯。
SiSoftware Sandra (the System ANalyser, Diagnostic and Reporting Assistant)一套功能強(qiáng)大的系統(tǒng)分析、診斷、測(cè)試和報(bào)告工具，包括眾多的分析與測(cè)試模組。它的最新版本支持多核心、多線程處理器，讓我們可以更好地用它來(lái)考察PC的總體性能。與Everest相比，Sandra更為準(zhǔn)確可靠，它可以對(duì)整個(gè)CPU的緩存帶寬進(jìn)行測(cè)試。這里將測(cè)試CPU的緩存帶寬。
處理器緩存帶寬測(cè)試結(jié)果
緩存帶寬的測(cè)試中，第二代智能英特爾酷睿處理器所帶來(lái)的提升還是非常明顯，這得益于其環(huán)形總線設(shè)計(jì)，同時(shí)改良的L3緩存也為緩存帶來(lái)了更大幅度的性能提升。在同上代產(chǎn)品的比較中可以看出，接近50%的提升為處理器的性能飛躍奠定了基礎(chǔ)。
從以上的對(duì)比測(cè)試結(jié)果可以看到，英特爾第二代智能酷睿處理器在各項(xiàng)性能指標(biāo)上都秒殺舊酷睿處理器。作為世界上第一款真正意義上融合了核芯顯卡的移動(dòng)處理器，它的架構(gòu)和新功能上的提升才是支持他性能上飛躍的最大動(dòng)力，下面我就來(lái)總結(jié)一下這一周的測(cè)試心得。
架構(gòu)升級(jí)帶來(lái)性能提升
架構(gòu)升級(jí)帶來(lái)性能提升：
不難發(fā)現(xiàn)，此次發(fā)布的第二代智能英特爾酷睿處理器的頻率都設(shè)定較高，這與采用的32納米工藝制程不無(wú)關(guān)系。32納米所帶來(lái)的更小體積為制造商在同等芯片面積內(nèi)容納更多功能提供了便利與基礎(chǔ)，在Sandybrige上，我們能看到處理器與顯示核心以及內(nèi)存控制器的共存，同時(shí)基于環(huán)形總線架構(gòu)的處理器設(shè)計(jì)也為性能的提升奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
內(nèi)存控制器性能大幅提升：
這不得不說是SandyBridge最顯著，也最令人驚喜的地方，內(nèi)存讀寫性能和帶寬都大幅增加，由此帶來(lái)的是CPU效能的直接提升，在諸多應(yīng)用和測(cè)試中都有體現(xiàn)。
緩存架構(gòu)的改進(jìn)：
SandyBridge革命性的環(huán)形總線與三級(jí)緩存結(jié)構(gòu)，使得處理器緩存的效率大大提升。盡管目前還沒有軟件可以明確測(cè)試其性能，但是其帶來(lái)的影響是可以通過測(cè)試軟件成績(jī)看到的。
更低的功耗和發(fā)熱：
作為Intel首款采用32nm工藝的四核心處理器，Core i7 2630QM/2820QM的功耗表現(xiàn)優(yōu)于上代產(chǎn)品，別忘了這是在處理器性能有著大幅提升的前提下。這意味著SandyBridge不但性能更強(qiáng)勁，也更加節(jié)能、環(huán)保。
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