极致性能 技嘉X58主板三通道内存实测
在奔腾4时代栽了跟头的英特尔，痛定思痛，改变发展策略，根据自身特点出发，制定出钟摆tick-tock（即英特尔芯片技术与微体系结构创新发展步调模式）发展方式。在过去的几年中，tick-tock发展步伐远远地将竞争对手甩在身后。
系统中最重要的部件是什么？显卡？NO，最重要的莫过于CPU和主板的合理搭配。CPU的代代更新，同步也加快了主板的发展，从酷睿2诞生起衍生的P965芯片组，到现在的nehalem衍生出的X58芯片组无不是这样，唯有通过芯片组才能发挥出CPU全部功能。
此次nehalem的降临，最大的改变就是抛弃了伴随INTEL CPU十几载的FSB，转而采用先进的QPI（QuickPath Interconnect）内存控制器技术，终于将系统中的总线带宽瓶颈彻底根除，那么集成内存控制器对系统性能的提升有多重要？用户是否需要使用昂贵的DDR3内存使用3通道技术？本文将对此进行研究。
●FSB生命进入倒计时，学会生活在QPI时代
当我们习惯了FSB——前端总线（Front SIDE Bus，简称FSB），面对QPI时代的到来，以后再谈论CPU连接到北桥芯片的总线时，QPI将是一个崭新的朋友，作为取代FSB，成为新一代CPU和CPU、CPU与芯片组（CPU与内存）之间的连接总线，QuickPath Interconnect（简称QPI）的总线技术，Nehalem成为了推动FSB生命终结的死亡使者。
让FSB去死的关键理由，就是总也喂不饱内存所需要带宽，即使是配备再强的CPU，将前端总线频率超至新高，用户也不会明显感觉到计算机整体速度的提升。即使是弱小的phenomX4，也依靠HT总线技术缩小其与酷睿2 yorkfield的性能差距，所以说QPI的诞生具有革命性的意义。
小提示：目前Intel处理器主流的前端总线频率有800MHz、1066MHz、1333MHz几种，进入2007年后，Intel在11月又将处理器前端总线提升至1600MHz（默认外频400MHz），这比2003年最高端的800MHz FSB总线频率整整提升了一倍。这样高的前端总线频率，其带宽有多大呢？前端总线为1333MHz时，处理器与北桥之间的带宽是10.67GB/s，而提升到1600MHz能达到12.80GB/s，增加了20%。
●FSB最大杀手——前端总线瓶颈
也许很多人会认为，Intel处理器的前端总线频率已很高了，还有必要换吗？作为Intel来说也许很高，但是对比内存带宽、显卡带宽相比，CPU与芯片组的前端总线瓶颈依旧没有根本的改变，例如：1333MHz的FSB所提供的内存带宽是1333MHz×64bit/8=10667MB/s=10.67GB/s，其与双通道的DDR2 667正好匹配，但如果使用双通道的DDR2 800、DDR2 1066的内存，这时候FSB的带宽就小于内存的带宽。面对承担普及DDR3、以远远领先竞争对手的Intel来说，这是无法容忍的，更何况X58带来的三通道高频率DDR3内存搭配了（Nehalem平台DDR3 1333内存的带宽可达32GB/s）FSB无法提供支持，面对这些问题，FSB必须被抛弃。
即使是QX9775这样的双路CPU带宽也仅有12.8GB/s可用
●intel不能忍了——FSB以全面落后Hyper Transport
当全世界都对Intel InsIDE拥有非常好的印象的时候，作为Intel的CPU领域竞争对手，AMD推出的HyperTransport（HT）总线技术相比，FSB的带宽瓶颈也很明显。
小帖士：HT作为AMD主板CPU上广为应用的一种端到端总线技术，它可在内存控制器、磁盘控制器以及PCI-E总线控制器之间提供更高的数据传输带宽。HT 1.0在双向32bit模式的总线带宽为12.8GB/s，其带宽便可匹敌目前最新的FSB带宽。2004年AMD推出的HT 2.0规格，最大带宽又由1.0规格的12.8GB/s提升到了22.4GB/s。而最新的HT 3.0又将工作频率从HT 2.0最高的1.4GHz增到2.6GHz，提升幅度几乎又达一倍。这样，HT 3.0在2.6GHz高频率32bit高位宽的运行模式下，它即可提供高达41.6GB/s的总线带宽（即使在16bit位宽下它也能提供20.8GB/s带宽）值得注意的是，HT 3.0技术应付近两年内内存、显卡和处理器的未来需要也没有问题。
作为Intel来说，虽然CPU的市占率上它可以全面领先，崇尚技术的英特尔，面对这种带宽上劣势，虽然采取多种方法，但是并没有能够带带来根本的转变，换句话来说，Intel假如可以将FSB提升到2133MHz，面对DDR3以及交火、SLI等多显卡系统带来的带宽需求时，FSB依然没有办法满足它们的带宽需求，QPI必须被推到前台。
● 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，不过像个别一线厂商的高端主板支持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。后面，我会给大家详细解释QPI的互联技术用途。
当年技嘉P45-extreme的震撼还记忆犹新，现在脱胎于英特尔跨时代的X58芯片组的X58-extreme，以海蓝色PCB、银白色的散热器上点缀着蓝色GIGABYTE图案靓丽出现在我们面前。
技嘉EX58-Extreme采用了X58+ICH10R芯片组的搭配。X58将是Intel最新的旗舰芯片组，是Nehalem系列处理器的优异搭档。该主板采用全尺寸ATX大板，依照超耐久3设计理念，全板均使用了高品质的三洋固态电容、铁素体电感，并在所有的供电部分采用了低阻抗MOSFET。
供电设计方面，该主板采用了技嘉双六相供电设计，用料方面根据超耐久3代理念，每相供电均搭配日系固态电容、铁素体电感和低阻抗MOSFET。
技嘉EX58-Extreme首个最令人瞩目的Hybrid技术是水冷、热管与散热排混合的Hybrid Slient-Pipe 2，虽然有众多品牌都采用此类的设计，但是技嘉坚持这样的设计，给玩家系列烙上了一个旗舰样式的标志。
Nehalem集成了内存控制器，CPU集成内存控制器的好处显而易见，在优秀的内存控制器配合下，3通道内存可以发挥出强大性能，技嘉EX58-Extreme也应规范设计出6根DIMM插槽。
由于是sample原因，内存插槽配色略有差异，市售版本为蓝白相间
技嘉EX58-Extreme在扩展性上，依托X58芯片组的架构优势，并通过nvidia的技术授权，首次在主板上实现了通过非桥接芯片可以实现CrossFire与SLI的共存。
主板提供了三个显卡插槽，分别是两个蓝色的PCI-E 16x插槽和一个橙色的PCI-E 8x插槽。在未增加NV200芯片的情况下，能够做得满足3路SLI的需要已经很不容易了。
磁盘扩展方面，依托技嘉SATA2芯片，可以在ICH10R原生6SATA2接口之外，额外增加出4个SATA2接口供用户使用，对处于高清时代的我们，对磁盘容量的需求是永无止境的，这样的设计无疑是很有必要的。
技嘉EX58-Extreme主板上能够看到的发光LED越来越多，除了超频需要使用的微动诊断外，还有技嘉倡导的DES节能技术。
对于一款主板来说，除了用料豪华，板载设备实用外，更为重要的是主板的灵魂——BIOS的设计。评价一款优秀的主板，势必要看其BIOS的设计好坏。
在众多主板的BIOS界面中，技嘉的BIOS是笔者十分推崇的。笔者认为，鉴别BIOS好坏的第一印象就需要一目了然。即使有再多的功能，若对用户不能方便使用也是白搭。可以这么说，从P965开始，经过技嘉RD们几代的研究，目前技嘉主板的BIOS可谓堪称完美，每次的升级也仅是解决新芯片组与新硬件之间的兼容等小问题。举个简单的例子，BIOS就和写稿一样，每次的文章都要拟出提纲，不仅可以明确目标，也可以画出文章框架，这样的话文章不会出现大的偏差，只会次次又提高。BIOS也是这样，在优秀底层架构的引导下，新主板的BIOS不会从头开始，而是在厚实的经验基础上进行提高，出现问题一次次减少，每次的升级都是一次提高。而与之形成鲜明对比是通路主板，因为没有研发实力，每块主板的BIOS都是从头开始，更无从谈及进步！
EX58-Extreme BIOS继承了技嘉主板优秀的传统，从P45时代开始，BIOS界面有些小幅修改，超频选项就不再是隐藏模式，打开BIOS左起第一个就是超频界面。由于南桥和板载芯片较之前P45没有变化，所以笔者主要介绍下nehalem下的超频选项。
较之前的FSB超频电压，此次FSB的选项被QPI取代，但相对之前的电压经验，并不能直接套用到nehalem上，电压的选择还有待玩家们开发，相信随着nehalem普及的深入，新的超频技巧会放出。笔者接触nehalem时间不长，所以不能说出普遍的超频技巧，但经过近半个月的钻研，从笔者接触的nehalem来看，核心1.4v，CPU PLL 1.9V，QPI默认电压下，nehalem普遍具有风冷4G+的能力。
根据nehalem的定位，intel官方说法是初期上市的3款nehalem除了频率区别外，新加入的QPI总线带宽也有差别，以区别产品的定位。
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Core i7 920 |
Core i7 940 |
Core i7 Extreme Edition 965 | |
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产品编码 |
BX80601920 |
BX80601940 |
BX80601965 |
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制程 |
45nm |
45nm |
45nm |
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接口 |
LGA 1366 |
LGA 1366 |
LGA 1366 |
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晶体管数 |
7.31亿 |
7.31亿 |
7.31亿 |
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核心线程数 |
4核8线程 |
4核8线程 |
4核8线程 |
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主频 |
2.66GHz |
2.93GHz |
3.2GHz |
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二级缓存 |
4x256KB |
4x256KB |
4x256KB |
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三级缓存 |
8MB |
8MB |
8MB |
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QPI总线 |
4.8GT/s |
4.8GT/s |
6.4GT/s |
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内存控制器 |
三通道DDR3-1066 |
三通道DDR3-1066 |
三通道DDR3-1066 |
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TDP |
130W |
130W |
130W |
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售价 |
284美元 |
562美元 |
999美元 |
为了验证QPI总线的性能差别，笔者的测试方案如下，将nehalem的频率统一设定在2.66GHz上，比较同频率下不同QPI带宽的新跟那个差异。由于集成内存控制器，intel芯片组第一次引入了CMD概念，在同频下，测试内存CMD（1T、2T）间的性能差异。
海盗船排装DDR3内存
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硬件系统配置 | |
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处理器 |
Core i7 Extreme Edition 965 (四核/2.66GHz/4x256KBytes L2/8M L3) Core i7 920 (四核/2.66GHz/4x256KBytes L2/8M L3 |
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主板 |
技嘉EX58- extreme |
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硬盘 |
西部数据 velociraptor (300GB, 10,000 RPM, 16M,SATA300) |
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内存 |
海盗船 TR3X3G1333C9 3X1G DDR3 1333MHz (9-9-9-20) |
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显卡 |
nvidia 9800GTX+ |
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电源 |
海盗船 corsair TX1000W |
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显示器 |
ASUS 24寸 |
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软件系统配置 | |
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操作系统 |
Windows VISTA Ultimate SP1 32BIT |
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显示驱动 |
nvidia 180.42 |
为了不使测试平台的其它部分作为瓶颈，选用了技嘉X58-extreme搭配9800GTX+进行辅助测试，为了不使内存带宽成为瓶颈，使用海盗船1333排装组成三通道测试内存带宽，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 8M的测试较量中，可以看到QPI对内存性能的影响比内存延时大的多，看来3通道内存还是对带宽的敏感性比延时更强。
◎ 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，要具体问题具体分析，在读取、写入和拷贝的对比中，对内存控制器负载最低的读取性能差距较小，性能差异根据对内存控制器负责高低决定，负责最大的拷贝测试，差异更明显。总体上看，QPI对性能的影响比重更大。
◎ 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。
由于Fritz主要是考验CPU计算性能的软件，内存在其中所占比重较小，但微弱的差异也能体现出QPI的功能，根据测试成绩比例来看，QPI仍旧比CMD对性能的影响更高。
◎ ScienceMark 性能测试
ScienceMark是一款通过运行一些科学方程式来测试系统性能的工具。主要用于桌面台式机和工作站上测试内存子系统，同时也用于测试服务器环境中的读写延时，当然，它对内存的带宽及CPU与内存控制器之间的速度等也可进行测试。
从Sciencemark的测试结果看，所有成绩都在同一水平，看来核心运算效率强劲前提下，对内存的要求不高。
● 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crysis，再次证明QPI的重要性远比内存延时来的高，即使是QPI 6.4GB/s 2T的模式下，性能也比QPI4.8GB/s 1T模式下高出3帧左右。
4组QPI不同设置下的对比测试到此结束了，对所有的测试成绩进行分析对比后，可以得出以下结论：
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QPI对提升系统性能有很大帮助，在Sisoftware Sandra理论测试中，带宽甚至突破了20GB/s大关，虽然实际应用时不可能达到如此之高，但带宽大的好处显而易见，如同开跑车在山地上和高速公路间的差异。
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在QPI时代，QPI的频率比内存延时对系统性能影响更大，优先提升QPI的频率更加重要。
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通过QPI，相比之前FSB时代，对内存的体质要求有所降低，即使因为内存体质只能工作在2T模式下，只要QPI频率高，性能也不会削减太多。
目前QPI的最高倍频只能设置在48，相信未来随着BIOS的完善会有提高
虽然intel不是CPU集成内存控制器的先行者，但勤奋的intel不甘落后，在卧薪尝胆多年后，集万千宠爱于一身的Nehalem的内存控制器没有让我们失望，相比对手的集成内存控制器，性能优势明显。这次，Intel没有给任何AMD还手的机会。
通过测试，看到系统性能，尤其是内存性能的巨大提升，nehalem+X58是非常值得推荐的。遗憾的是，在经济不景气的今天，X58只能是更少人的玩物，多数人只能望梅止渴。
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