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超线程威力有多强?i7/i5/i3纵向对比

    泡泡网CPU频道6月11日 Intel的酷睿i系列是现今桌面处理器的最强性能的代表,拥有一系列引以为傲的独家技术。Core i系列相比上代产品的进步是非常多的,比如全新的总线传输,智能睿频加速,集成内存控制器等等。。。其中,超线程技术可谓最令人捉摸不透,也是最具争议的一项功能。

你需要超线程吗?i3/i7开关HT对比测试

    当你的CPU支持HT,就以为着你有多核心可以用,拥有一颗“8核”、“12核”的CPU听起来很爽。不过,这些技术并不是免费的,比如带有睿频的i5比i3,支持超线程技术的i7 800则比i5 700都要贵一些,而他们的区别仅仅在于超线程技术,我们多花的这些钱到底是否有用,这是我们需要知道的答案。

你需要超线程吗?i3/i7开关HT对比测试

四核CPU开启/关闭HT区别(点击看大图)

    在多任务/多线程应用中,超线程技术可以带来巨大的帮助和性能提升,有效的充分利用CPU性能,而在单任务及并未对多线程优化的程序中,HT将会毫无用武之地。在官方说明中,宣称HT技术可以令CPU的效率提高40%以上,也有人会说HT玩游戏没区别,还不如不支持超线程的好。很显然,在不同的应用中,超线程的表现、作用都不一样。那么,超线程技术究竟有多大的威力?有多少地方可以用到它呢?

    HT超线程技术,也就是Hyper-Threading,是Intel早在2001年就提出的一种技术。尽管提高时钟频率和缓存容量可以改善CPU的性能,但是受到工艺和成本的限制,CPU无法无限的提升样参数来提升性能,实际上在应用中基于很多原因,CPU的执行单元都没有被充分使用。

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    为此,Intel则采用另一个思路去提高CPU的性能,让CPU可以同时执行多重线程,就能够让CPU发挥更大效率,即所谓“超线程(Hyper-Threading,简称“HT”)”技术。超线程技术就是利用特殊的硬件指令,把两个逻辑内核模拟成两个物理芯片,让单个处理器都能使用线程级并行计算,进而兼容多线程操作系统和软件,减少了CPU的闲置时间,提高的CPU的运行效率。目前的多线程技术一般采用多个微理器即多处理器结构,线程与处理器形成一一对应关系。而英特尔Hyper-Threading技术的特点是:

    (1)物理上用一个处理器处理多个线程

    (2)多线程的分配采用根据计数器的空闲状态进行线程处理的SMT(simultaneous multi-threading)方式。

    HT技术最早出现在2002年的Pentium4上,它是利用特殊的硬件指令,把两个逻辑内核模拟成两个物理芯片,让单个处理器都能使用线程级并行计算,进而兼容多线程操作系统和软件,减少了CPU的闲置时间,提高CPU的运行效率。但是,由于这个设计太过超前,奔腾4并没有借助HT大放光彩,在之后的酷睿架构中,Intel也再没有使用这个技术。然而,基于Nehalem架构的Core i7再次引入超线程技术,使四核的Corei7可同时处理八个线程操作,大幅增强其多线程性能。如今最新的32nm  Core i3/i5 也保留着了HT功能。

    Intel的酷睿i系列分为i3/i5/i7三大系列,型号众多,规格也各有区别,混杂着双核、四核以及六核产品,并且还有LGA 1156和LGA 1366两种不同接口。

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    按核心及是否支持超线程来区分的话,i3 500/i5 600为2C/4T,i5 700为4C/4T,i7 800为4C/8T,i7 900为4C/8T或6C/12T。除此之外,32nm的奔腾系列G6950为2C/2T。

    可以看到,除了新奔腾G系列和i5 700,其他型号的CPU都带有HT技术的支持,也就是说,Intel认为对大多数用户来说,HT技术是很有用处的。

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    那么实际情况真的如此吗?我们这次选取了双核的i3 530以及四核的i7 870,两者都支持HT技术。想对应的,没有HT功能的i5 750的默认主频比i7 870稍低,奔腾G6950则比i3 530少了1M三级缓存,他们主要的区别就在于此是否支持HT。Core i3 530为32nm双核四线程CPU,默认主频2.93GHz,拥有4MB三级缓存,Core i7 870为45nm四核八线程CPU,默认主频2.93GHz,8MB三级缓存,并带有睿频技术。在BIOS中打开/关闭HT功能进行相同项目的测试,对比结果,看看超线程究竟能发挥多大的作用,关闭HT后的性能也可作为G6950和i5 750性能的参考。

    这次测试使用的平台如下:

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    由于测试中不需要使用i3的集成GPU,所以使用一块P55的主板即可。配以双通道内存,单碟500G硬盘,大功率电源等。显卡则选用了铭瑄的GTX 480,为目前性能最强的单核心显卡,避免在测试中因显卡瓶颈限制CPU发挥。

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i3 530开启HT

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i3 530关闭HT

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i7 870开启HT

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i7 870关闭HT

    测试前进入BIOS,关闭节能、睿频等功能,开启/关闭HT功能分别进行测试,测试项目包括基准测试、科学计算、应用软件、3D游戏等等,对整个平台的运算、渲染、3D显示等功能进行了全面的测试。

    SuperPI是检测CPU单核心计算能力的老牌测试工具了,无论是基本性能还是超频后测试,都常常用到它。用来测试CPU基本性能非常有效。

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    在SuperPI 4M的测试中,结果显示开关HT对CPU单核心性能影响是有一点点的,关闭HT后单线程运算会快一点点。

    ★wPrime与SuperPI的检测原理类似,唯一的区别是支持多核心/多线程,可以算是SuperPI的“多核版”。

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    ★Fritz Chess Benchmark是著名国际象棋游戏Fritz中带有的性能测试工具,主要用来考验CPU的运算能力,同样支持多线程。

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    这两款工具都很好的支持多线程,开启HT功能后运算能力大大提高,区别非常明显。

    SiSoftware Sandra是一套功能强大的系统分析评比工具,拥有超过30种以上的分析与测试模组,还有CPU、Drives、CD-ROM/DVD、Memory 的Benchmark工具,它还可将分析结果报告列表存盘。SiSoft Sandra除了可以提供详细的硬件信息外,还可以做产品的性能对比,提供性能改进建议。

    这次测试中进行了算术运算及多媒体运算两项测试。

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    不论是在算术运算和多媒体运算中,HT的威力都显示出来,开启HT后成绩要高出很多。而且,我们可以看到,不管是否开启HT,i7 870的成绩基本达到i3 530的2倍,两者的主频相同,区别主要在于物理核心的数量。

    Everest是一款著名的硬件检测工具,可以识别数万种硬件并可检测电压、温度等信息,不仅如此,软件还带有简单的性能测试工具。

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    出去测量误差因素,可以看出是否开启HT对于CPU的内存性能是毫无影响的。

    ★WinRAR是经常用到的压缩软件,它自带性能测试工具,压缩/解压缩的运算主要依赖于CPU的性能以及内存性能。

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    文件压缩测试的结果和之前的运算不太一样,双核i3是否开启HT对性能影响非常大,而四核的i7就基本没有什么影响,而其单核心性能则没有什么变化。看来,四核心/线程还是很有必要的。

    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。最新的R11.5版改进了多线程渲染的方式,渲染效率大大提高。可以更好的检测多核心CPU的性能。

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    目前大多数渲染工具也都完美的支持多线程,CineBench很好的反映了这一结果,开启HT后得分大幅上升。而受三级缓存的影响,i3的单核成绩不如i7。=

    ★高清视频转码也是常见的一种应用。这次测试使用德国MainConcept Reference软件,这是一款用于将高清晰视频节目进行编码的软件,因为编码过程对处理器的要求极高,而且软件支持多线程操作因此本测试能够反映出处理器在高负载下进行视频多媒体内容进行压缩的性能。这次的测试内容为将一段长度为5分钟的1080P高清视频以H.264格式进行再编码,记录时间。

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    视频/音频编码也是超线程技术能发挥很大作用的一个领域,开启HT后效率大大提升,可以节省不少时间。

    PCMark Vantage可以衡量各种类型PC的综合性能。从多媒体家庭娱乐系统到笔记本,从专业工作站到高端游戏平台,无论是在专业人士手中,还是属于普通用户,都能在PCMark Vantage里了解透彻,从而发挥最大性能。其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。

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    在系统综合性能测试中,开启HT的得分要高一些,但是差距不大,主要原因是测试项目中可以使用多线程的地方不多。

    ★3DMarkVantage2008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。在3DMark 11正式推出之前,3DMark Vantage仍然是测试系统3D性能的最权威工具。

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    i3如果关闭HT,测试分数无论总分还是CPU都要低一些,看来单纯的双核真的不够用了。而i7则不受什么影响。

    这次测试的游戏包括:侠盗猎车4、生化危机5和战地:叛逆连队2。分别使用了DX9、DX10、DX11技术,游戏的推出时间从08~10年,是非常有代表性、十分流行的3D大型游戏。游戏测试中分辨率设置都为1920x1080,画面设置为最高。

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    三个游戏的测试结果并不一致,侠盗猎车4和叛逆连队2中,四核i7是否开启HT对帧数影响非常小,而i3的区别就非常明显了,如果没有HT的支持,性能下降非常多。

    在进行的十几项测试中,我们可以看到超线程技术对CPU的运算能力、多媒体性能的帮助是显而易见的,而在一些游戏和其他日常应用中,单纯的双核心与双核四线程存在着很大的性能差距,这也是为什么i3 530要比G6950贵了不少。而8线程在很多地方还不能完全发挥其作用,四个物理核心即使没有多线程的支持,在日常使用中也足够强大。

   另外,开启HT后的温度、功耗也会增加,下面是温度对比。

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    CPU中控制超线程的器件在工作时必然会带来更高的温度和功耗,不过如果性能得以发挥,这一点点的温度增加还是十分值得的。

    看到这里,我想读者也应该对该如何选取一款Core i系列CPU有了可以参考的意见。对于双核的i3/i5系列,超线程技术的价值非常明显,对性能帮助很大,不管是多任务还是游戏中,表现都非常出色,而在多媒体处理上也比传统双核要提升不少。而i7系列的定位更高一些,是进行大量多媒体任务及多线程运算的利器,但非并所有用户都有需要,如果只是玩游戏的话,没有HT功能的i5 700也完全可以满足要求。■<

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本文产品

英特尔 酷睿 i3 530(盒)

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CPU名称:Intel Core i3 530 2.93GHz核心类型:Clarkdale接口类型:LGA 1156CPU核心:双核心4线程制程工艺:32纳米CPU频率:2.93GHz

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