革命即将开始！Core i7 965性能详测

    前言：集众多先进技术于一身的K8曾一度让AMD风光无限，但Intel的卧薪尝胆之作Conroe，再度使英特尔占据上峰，随后由两颗Conroe组成的四核心处理器给了AMD致命一击，虽然AMD在同价位的产品中，性价比依旧是强势，而在高端产品中，AMD暂时还没有能绝对击败Intel的利器。

    即便领先优势十分明显，但巨人Intel仍未放缓脚步，给AMD可乘之机，继续按照“工艺年-架构年”的预定计划推陈出新，代号为Nehalem的全新架构处理器已是万事俱备只欠发布，这颗集所有尖端技术于一身的处理器能带给我们什么样的惊喜呢？本文将为大家献上Intel新旧王者Core 2 Extreme QX9770与Core i7 Extreme 965之间的巅峰对决！

    Nehalem处理器架构的七大改变：

◎ 革命性的动态管理核心数量，线程，缓存，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，以达到节能的效果。

◎ 超线程(SMT)技术的加入，可以在同样的功耗情况下有效提升CPU性能。SMT技术可以是一个物理核心同时运行两个线程，即模拟出两个逻辑核心。最高可双路4物理核心处理器模拟16逻辑处理器。

◎ SSE4指令集再提高，并新加入7条指令集，有效提升XML，sring和文本处理的性能。

◎ 一二级超低延时缓存设计，共享式三级缓存设计可有效配合CPU的运算。

◎ 三通道内存技术，有效提高内存带宽，相比前代精品提高4倍带宽。

◎ 由于内存控制器集成在CPU中，可以降低延时，提高系统性能。

◎ 革命性的架构下带来的能耗比表现，在更少的电力需求情况下得到更强的性能表现。并从Nehalem开始，未来处理器微架构都会根据这个理念设计。

● 跟随Tick-Tock节奏 架构再度升级

    自2006年INTEL发布了革命性的酷睿2处理器，凭借着高效能的特点，将AMD苦心经营的性能宝座重新握在手中，重新挽回了自己的颜面。对AMD的一系列胜利，INTEL并没有冲昏头脑，继续按照自己的钟摆tick-tock（即英特尔芯片技术与微体系结构创新发展步调模式）节奏稳步发展。

    进入07年底，钟摆tick-tock的摆针摇到了tick这一侧，INTEL也按计划推出了改进工艺制造的Penryn处理器，随着45nm工艺产能的提高，INTEL迅速将45nm工艺处理器推向主流市场，将AMD牢牢压制在自己脚下。

    步入08年底，在老对手AMD窘态频出，为注入资金频于奔命，45nm技术迟迟不见上马的情况下，INTEL的钟摆tick-tock节奏继续着自己的脚步运转。摆针这次摇到了TOCK一侧，架构升级的Nehalem降临了！

    Nehalem架构处理器的产品代号为Bloomfield，有别于之前的命名，英文品牌名为CORE i7，但中文品牌名字还叫“酷睿”。初期上市的产品有三款，分别是Core i7-920、Core i7-940和Core i7-965 XE。

    从规格来看，酷睿2四核处理器QX9770配备的1600MHz前端总线对普通用户来说已经完全够用了，但对服务器应用却完全不够。QPI总线解决了这个问题，它的每一条连接支持6.4GT/s带宽，而由于它的方向的位宽可以为5、10、20bit，因此每一个QPI连接可以提供12.8GB带宽，而一个单一的QPI连接则足以提供25.6GB/s带宽。而为了细分市场，首批上市的Core i7处理器仅有965XE具备6.4GT/s QPI总线，另外两款产品则缩减为4.8GT/s。

    小贴士：tick-tock模式就是每隔两年就会推出新的制程技术，然后隔年推出新的微构架，如英特尔在05年推出65nm工艺酷睿处理器以及酷睿微构架，07年推出的45nm工艺Penryn处理器以及Nehalem微构架，以及即将在09年推出的32nm工艺Westmere处理器和Sandy Bridge微构架，都是符合tick-tock研发模式。tick-tock研发模式将处理器技术不断推向新的高度，也是英特尔保持活力和市场占有率的重要战略。

● 核心智能管理 单核多核按需定

    Nehalem作为英特尔第一款原生4核处理器， 采用45纳米制造工艺，内置内存控制器，拥有4x256KBbytes二级高速缓存，8M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，同时新增7条的SSE 4指令集。

    拥有原生4核物理核心，并通过SMT技术可以模拟出逻辑8核心，但对目前的应用来说，大多情况下，多核心不可能同时运行，用户的大多情况下，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。

多数应用中我们不可能使用到8核

    这项节能技术称之为Turbo Mode，CPU可以自动开启此功能，即CPU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。

● 系统带宽质的飞跃 超线程得以回归

    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，而此次英特尔原生4核的Nehalem，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Simultaneous Multi-Threading（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Penryn性能高出不少。Nehalem微构架的SMT功能支持每内核同时运行两条线程，照此计算，一个四核处理器可同时运行8条线程。

    但需注意的，引入的并发多线程技术，和当年P4时代HT超线程技术一样，并非真正意义上的核心加倍。举个例子来说，一个物理核心通过SMT技术模拟出两个逻辑处理器，处理器处理多线程运算时，每个逻辑处理器均独立运行，一个逻辑处理器运行线程时，另外一个逻辑处理器运行其它线程。为避免资源冲突，负责运算第二个线程的处理器，使用的还是第一个线程运行时闲置的处理单元。通俗来讲就是一人挑两担。

    该技术的初衷是好的，但任何事物都不是完美的，超线程技术也有局限性。尽管多加入了一个逻辑处理器，4物理核心处理器可以模拟成8核心逻辑处理器，但处理器的整数运算单元，浮点运算单元以及CPU缓存仍旧是8个核心分享从前4个核心的资源。这样的话，当两个逻辑处理器有需要处理数据时，不可避免地会发生争抢资源的现象，其中一个逻辑处理器必须暂定运算让出宝贵的资源，直到资源闲置后再行运算。

    由于逻辑处理器争抢资源的问题，在P4时代，同时执行两个线程容易使CPU运算产生延时，换句话说，要想超线程技术的优势得以体现，内存带宽的要求就要很高，进入酷睿架构后，因为内存带宽没有任何提高，所以放弃超线程技术成了理所当然的事情，而Nehalem由于内置三通道内存控制器，内存带宽相当惊人，并且延时超低，所以拾起超线程技术是顺理成章的事情。

    小贴士：超线程技术的理论基础是：通过每核心内的闲置资源进行运算，进而提高运算效能。

● CPU集成内存控制器 内存进入三通道时代

    CPU中集成内存控制器，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。也正因此，集成内存控制器一直是个大家乐于讨论的问题，孰优孰劣，一直争论不休。不可否认的是，当AMD集成内存控制器，并通过HT总线连接系统的时候，已经缩小与INTEL之间的技术差距。

    在AMD推出集成内存控制器近5年后，英特尔终于将推出了集成内存控制器的CPU，而为了压制竞争对手，保持技术领先者的姿态，一上来就引入了3通道DDR3，引领内存带宽达到新的高度。

    根据英特尔的资料，Nehalem的内存控制器为Integrated Memory Controller，简称IMC。规格上支持三通道DDR3内存，初期最高支持到1333MHz，不过像华硕P6T-Dexlue等高端主板支持oc到1600MHz的规格。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。

● 放弃传统FSB 引入QuickPath技术

    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。英特尔将此技术命名为QPI（Quick Path Interconnect），和之前AMD的HT（Hyper Transport）颇为相像。

    英特尔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英特尔® 45纳米微架构（代号为Nehalem和Tukwila）的并行处理性能。这些全新设计的微架构将首次采用英特尔的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微架构整合新的英特尔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Nehalem、Tukwila和未来英特尔多核处理器的性能。

    CPU中的指令集，虽然不起眼，但是在CPU的运算中有重要加速作用，若使用的软件对CPU的指令集有优化，那么CPU的运算效能较无指令集优化运行速度有很大提升。

    英特尔的Core2架构处理器的SSE4(流式单指令多数据扩张)指令集包含了54条新指令，其中的47条指令在Wolfdale/Penryn上实现，被称作SSE 4.1，SSE4除了扩展Intel EMT64指令外，还针对高清编码、播放、图形渲染、三维渲染、3D游戏应用进行了多方面的改进，使得产品的性能在更大范围内得到提升。

    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，都牵动着英特尔不少心血，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。

    那么，此次Nehalem架构的SSE4指令集再度扩展为SSE4.2 ，由于Penryn中的SSE4.1占据了大部分指令，所以Nehalem中的SSE4.2仅是小幅升级，新加入的7条指令集，有效提升XML，sring和文本处理的性能，可以说是对SSE4.1的修补。

    介绍了Nehalem众多令人期待的地方，45nm工艺下凤凰涅磐的架构革新，并附加了众多先进的技术，Turbo Mode，SSE4.2等新功能。试想用户一定对其有莫大的期待。

    从正面看，Core i7 Extreme Edition 965 3.2GHz处理器和INTEL传统处理器有些许区别，正面的两侧金属触电就是一大区别，而且处理器的表面积较之前大了一圈有余。但依旧延续了INTEL惯用的顶盖封装方法，采用铜质顶盖保护CPU核心（DIE），加强核心热量传递。

    从背面看，CPU上的电容和排阻相比之前QX9770，排阻变密，并且排阻体积更小，焊点间隙也更密。

    通过前文的介绍大家可以了解到，笔者所拿到的CPU为nehalem中的Core i7 Extreme Edition 965 3.2GHz，也就是Nehalem Bloomfield中最高端的型号。历史是惊人的相似，这个频率恰好和45nm酷睿2 Penryn架构下的最高型号Extreme 9770频率一致。因此，我们在测试Core i7 Extreme Edition 965之外，重点也在对比同频率下两代帝王的性能差异。

    为了不使测试平台的其它部分作为瓶颈，选用了华硕P6T dexlue搭配HD4870进行辅助测试，为了不使内存带宽成为瓶颈，使用海盗船统治者14400组成三通道加强内存带宽，同时存储方面使用目前在SATA硬盘中的神器velociraptor，将平台性能发挥到最大。

● CPU理论运算对比测试

     ◎ SuperPI性能测试

    Super PI是由东京大学Kanada Lab.所制作的一款通过计算圆周率的来检测处理器性能的工具，在测试里面可以有效的反映包括CPU在内的运算性能。在玩家群中，Super PI更是一个衡量CPU性能的标尺之一。

    在Super Pi的测试中，得益于架构的改变，缓存的类型升级，在4M pi的测试较量中，领先的幅度打15秒之多，若运算量再增加，差距还会拉的更大。这又一次证明，决定CPU性能是核心架构，缓存只起辅助作用。在缓存更小的情况下，效能还是相当的高，这也让我们对接下来的测试充满期待。

◎ EVERST 内存性能测试

    我们采用了EVERST Ultimate软件中的内存测试项目考验双款平台的内存性能。这样可以测试出CPU集成内存控制器对内存性能的影响。

    看到成绩结果后，我们只能用惊艳一词来形容Nehalem的内存带宽。相比于老对手AMD成熟的集成内存控制器经验，初次涉水集成内存控制器的INTEL的成绩绝对可以得满分。内存在1066MHz CL7的设置下，三通道内存读取带宽达到了惊人的1W5 MB。要知道对比对象QX9770在FSB 1600MHz的前提下内存带宽仅有9656MB。两代王者间的对决在内存带宽这项上分出了决定性的胜负。

  ◎ Fritz 10 Benchmark 性能测试

    这是一款国际象棋测试软件，但它并不是独立存在的，而是《Fritz9》这款获得国际认可的国际象棋程序中的一个测试性能部分。由于国际象棋的运算大致仍旧是依靠电脑CPU的高速处理能力，将每一个可能的走法以穷举算法预测，从中选择胜算最大的非常好的走法。所以用它来衡量对比不同的PC系统中CPU的多线程运算能力也是有参考价值的。

   架构的升级再次给我们带来了惊喜，国际象棋的运算能力较量上，同频率下nehalem比9770提高了30%之多，在此超线程模拟出8个逻辑处理器也功不可没，关闭超线程的请看下，排除软件兼容性原因，nehalem得分仅有7377分，比9770还低，看来nehalem的执行上还是存在命中失败的问题，这也能反应nehalem回归超线程技术的一个重要原因。

    ◎ CineBench R10 性能测试

    CineBench使用针对电影电视行业开发的Cinema 4D特效软件引擎，可以测试CPU和显卡的性能。Maxon公司表示，相对于之前的9.x版，R10版更能榨干系统的最后一点潜能，准确体现系统性能指标。最新R10版，支持XP、Vista、MAC等，最高支持16核。 

    在CineBench对比测试中，由于是多线程的测试软件，依托超线程技术的nehalem再次占到了不少便宜，领先高达5000多分。

   ◎ 高清X264编码压缩

     在高清视频流行的今天，有多少人知道欣赏的720P高清电影是通过压缩1080P视频得来的，而关乎压缩速度的最有效途径就是使用的CPU以及支持的指令集。所以，笔者采用X264的编码测试，来大体估算CPU的编码能力。

    从测试结果看，成绩的提升应该是多方面原因产生的结果，除了核心架构的升级，缓存结构的变化也功不可没，不过将近7帧左右的提升，可谓相当的强悍，若以45nm Penryn架构换算，7帧左右的提升至少需要提升1.5GHz的主频才能达到。

   ◎ 压缩软件性能测试

    WINRAR作为目前最常用的压缩软件备受大家喜爱，基本是每台电脑的必备软件。而大家也知道，WINRAR的压缩效率和CPU的性能成等比关系，CPU运算能力越强，压缩及解压文件的速度就越快。

    从测试结果看，由于WINRAR并没有对CPU的指令集做优化，仅考验的是CPU的解压缩能力，同时对内存带宽要求较高。这样的话，拥有全新架构，三通道内存的nehalem，占尽了优势，性能上将近提升了2倍左右。

&nb

    ◎ 3D Mark Vantage CPU测试

    3DMark Vantage2008年4月28日发布，是业界第一套专门基于微软DX10 API打造的综合性基准测试工具，并能全面发挥多路显卡、多核心处理器的优势，能在当前和未来一段时间内满足PC系统游戏性能测试需求。和3DMark05的DX9专用性质类似，3DMark Vantage是专门为DX10显卡量身打造的，而且只能运行在Windows vista SP1操作系统下。

    由于此款软件是针对3D性能的测试，所以只选用了测试项目中的CPU选项的得分进行对比。设置为性能模式，采用1280X1024进行测试。

    从测试结果看，nehalem性能提升非常之大，得分高达20413分，若以45nm Penryn架构换算，达到此得分至少需要5GHz以上的4核处理器，而nehalem仅用3.2GHz就做到了。

   ◎ PCMark Vantage 性能测试

    PCMark Vantage 是Futuremark发布的新一代基准测试软件，并比较完美的对多核心处理器进行了优化，而且是专为Windows vista 32/64-bit打造的，不再支持Windows 2000/XP。

    PCMark Vantage可以衡量各种类型PC的综合性能，主要分为三大部分进行：1、处理器测试：基于数据加密、解密、压缩、解压缩、图形处理、音频和视频转码、文本编辑、网页渲染、邮件功能、处理器人工智能游戏测试、联系人创建与搜索。2、图形测试：基于高清视频播放、显卡图形处理、游戏测试。3、硬盘测试：使用Windows Defender、《Alan Wake》游戏、图像导入、Windows vista启动、视频编辑、媒体中心使用、Windows Media Player搜索和归类，以及以下程序的启动：Office Word 2007、Adobe Photoshop CS2、Internet Explorer、Outlook 2007。

    PCmark Vantage的测试中，测试的是整机的性能，CPU在得分中占据一定的比重，所以整体得分上，提升幅度并没有其它测试软件那么大。

● DX9游戏CPU性能测试—《半条命2：第2章》

    半条命2：第2章引擎在HDR和室外场景的渲染方面有所增强，树叶渲染上将采用Alpha覆盖技术，提供更好的树叶细节和反锯齿效果。此外还引入全新的粒子系统，将提供动态软阴影效果。物理引擎也经过重新设计，提供大场景大范围的物理效果。

    测试方法：自制一段Demo，调用游戏命令行回放Demo，得到精确的平均FPS。

    作为一款DX9游戏，可以很好地代表DX9游戏对CPU的负载要求，在3D性能上对现今的显卡要求不高，这样的情况下，要想帧数更高，负担就落在CPU身上。在1680 4AA 16AF分辨率设置下，两款CPU的性能表现在伯仲之间，可以说之前的QX9770也能很好地满足DX9的要求。

● DX10游戏CPU性能测试—《孤岛危机》

    作为年度DX10游戏巨作Crysis的游戏画面达到了当前PC系统所能承受的极限，超越了次世代平台和之前所有的PC游戏，即便是搭配优异的显卡，在采用大分辨率开抗锯齿的情况下，也只能勉强“浏览”游戏。

     测试方法：Crysis Demo内置了CPU和GPU两个测试程序，我们使用CPU测试程序，这个程序会自动切换地图内的爆炸场景，激烈的爆炸场面严格的考验着CPU渲染性能，运行一段时间得到稳定的平均FPS值作为测试依据。

    在低分辨率情况下，显卡已经不是瓶颈，而仅仅在于CPU的运算能力。Crysis的两个CPU测试场景，得出的结果表现基本一致。这点就让人匪夷所思，Nehalem的性能提升是毋容置疑的，但为什么在对硬件要求甚高的crysis中无明显作用呢？

    笔者经过测试其它几款游戏，结果都惊人的相似，成绩无提升，甚至小幅下降，在此笔者猜测，有可能是初期上市X58主板的PCI-E接口有问题，并不能保证足够的带宽，当然，这个问题目前还不能确定，后期笔者会进一步证实这个事情。

    通过以上我们对这两代最强CPU的对比测试，不难看出Nehalem架构处理器具备如此强大的多核心多线程处理能力，同时也为桌面应用程序带来效能的提升。在一系列的测试之后，Nehalem酷睿 i7 965相对同频率的四核酷睿2 QX9770大约会带来20%-30%总体性能的提升，其中视频编码，3D渲染部分，性能提升也非常明显。

    此外，Nehalem虽然看上去内存带宽很大，但实际上真正提高内存带宽的并非是三通道内存，而是集成内存控制器所带来的低延时。一二三级缓存的全新设计，可以说是CPU设计的一大回归。并且在测试中，内存带宽的测试提升更为明显，达到了50%-100%的飞跃。

    事实上，英特尔技术最大的革新并不是Nehalem，而是在处理器设计思想上的革命。以前为了提高处理器的性能，只是简单的增加处理器的时钟频率。现在为了提高处理器的效能，采用了多核心，多线程的思想，进一步提高处理器的执行效率，而不是运行频率，同时很好的控制功耗，推崇的是一种处理器的执行效能。

    从英特尔产品路线图来看，下月正式推出的三款Core i7处理器，分别是Core i7 920、Core i7 940和Core i7 965，面向的全是高端用户群体，而最便宜的i7 920也要2000元，短期内还难进入主流市场，而且面向售价在千元级的i7处理器将要在明年的第三季度才会上市，相信到那时X58主板和DDR3内存也进入主流市场，从而将正式拉开更新换代的序幕。<