45nm四核CPU走下神坛！千元Q8200详测

    虽然竞争对手AMD近年来的表现比较疲软，但巨人INTEL的脚步始终都没有放缓。停产的65nm工艺老一代CPU即将清仓完毕，主流价位45nm工艺的E8000、E7000系列如潮水般涌入市场，虽然价格还是有些偏高，但凭借更大的缓存、更高的执行效率和更低的发热量，45nm新双核倍受DIY玩家追捧。

    说到接力工作，INTEL做得不如对手AMD那么完美，AMD有三核而Intel没有，因此双核和四核之间本身就存在很大的断层。Intel双核产品线的划分非常细致，从400到1000元都有非常合适的产品，而四核产品线一直都是单调乏味。之前的65nm版本Q6600一家独大，时至今日Q6600依然宝刀未老，或者是说回光返照，凭借价格优势大受欢迎，而45nm的Q9000系列由于高高在上的价格很难平易近人。

    为了进一步细分产品线，填补中端双核与高端四核之间的空白，同时也是为了取代老迈的Q6600，担负起普及四核处理器的需要，Intel推出了最新款也是最低规格的45nm四核CPU——Core 2 Quad Q8200：

• Core 2 Quad Q8200处理器主要规格：

    主频：2.33GHz
    外频：333MHz（前端总线1333MHz）
    倍频：7（可下调至6/6.5）
    二级缓存：4MB（每两颗核心共享2MB）

    一直以来，Intel的产品线就以二级缓存大小定英雄，这一定位也直接体现到产品的实际性能上，二级缓存更大的Intel CPU性能更强劲，那么，作为Intel低端4核试水的CPU——Q8200，二级缓存仅有4M，双核心共享2M，它的性能又如何呢？

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    稍有经验的DIY玩家，都会喜欢工艺更先进的CPU，相比上代的65nm来说，45nm的CPU功耗发热更小、缓存可以更大、主频可以更高、超频能力更强，整体性能更上一层楼！所以Intel的45nm双核/四核一上市销量就节节攀升。

45nm处理器的超频能力普遍都很强

TDP同为65W，45nm处理器性能更强，功耗更低

    那么，为什么45nm能够带来如此巨大的进步呢？知其然还要知其所以然。其实如果单纯使用45nm工艺的话，首当其冲的问题就是由于晶体管间距缩小而带来的漏电现象，为了解决这一难题，Intel在45nm工艺上启用了全新的晶体管绝缘层和开关闸极，以减低晶体管漏电情况。

    据了解，由于二氧化硅具有易制性，且能减少厚度以持续改善晶体管效能，因此过去40余年来，业者主要均采用二氧化硅做为制作闸极电介质的材料。之前Intel在65nm工艺上已经全力将二氧化硅闸极电介质厚度降低至1.2nm，相当于5层原子，但由于晶体管缩至原子大小的尺寸时，耗电和散热亦会同时增加，产生电流浪费和不必要的热能，因此若继续采用目前材料，进一步减少厚度，闸极电介质的漏电情况势将会明显攀升，令缩小晶体管技术遭遇极限。

    为解决此关键问题，Intel改用较厚的High-k材料(铪hafnium元素为基础的物质）作为闸极电介质，取代沿用至今已超过40年的二氧化硅，此举也成功令漏电量降低10倍以上。由于High-k闸极电介质和现有硅闸极并不兼容，Intel全新45nm晶体管设计也必须开发新金属闸极材料，目前新金属的细节仍属商业机密，Intel现阶段尚未说明其金属材料的组合。

    与上一代技术相较，Intel的45奈制程令晶体管密度提升近2倍，得以增加处理器的晶体管总数或缩小处理器体积。此外，晶体管开关动作所需电力更低，耗电量减少近30%，内部连接线采用铜线搭配low-k电介质，顺利提升效能并降低耗电量，开关动作速度约加快20%。

    值得注意的是，Intel成功令新一代45 nm制程产品的漏电情况降低逾5倍，其中晶体管闸极氧化物漏电量更降低超过10倍，相较上代65nm制程产品，在同一功耗表现下，频率下可提升约20%，或是在同一频率下功耗更低，节约电能或者是令电池续航力提升。

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    虽然广大玩家都是冲着45nm工艺所带来的连锁改进而来的，实际上除了新工艺之外，Intel基于Core微架构设计还作出多项改良，称为Enhanced Intel Core Microarchitecture(加强型 Core微架构)，并加入了以下多项改进：

    Fast Radix-16 Divider(快速 Radix-16 除法器)
    Super Shuffle Engine(超级洗牌引擎)
    Split Load Cache Enhancement(增强型缓存拆分负载)
    Improved Store Forwarding(存储转发)
    Faster OS Primitive Support(高速操作系统同步原始支持)
    Virtualization Performance Improvements (增强的Intel 虚拟化技术)
    Deep Power Down Technology(深度节能技术)
    Enhanced Dynamic Acceleration Technology(增强型动态加速技术)

    除此之外，45nm CPU加入了全新的SSE4.1指令集，共新增47条指令，主要针对向量绘图运算、3D游戏加速、视像编码加速及协同处理加速动作，包括：

    目前已经有很多软件对SSE4.1指令集提供了支持，尤其是一些视频编码软件，基于全新指令集优化之后性能可获得数倍提升，这对于HDTV爱好者和视频编缉人员来说诱惑力不言而喻！

    众所周知，Intel的四核心CPU实际上是由两颗双核心CPU组合而成的。之前的65nm版本双核CPU共有四种版本：4M（E6000）、2M（E4000）、1M（奔腾双核E2000）、512K（赛扬双核E1000），但是对应的四核CPU却只有8M（4M×2）这一种，这样四核处理器的产品线就非常单一，高高在上的定位妨碍了四核的普及。

    到了45nm时代，新工艺使得Intel能够在同样大小处理器核心内部放入更多的电子管，由此二级缓存容量被进一步提高。目前的45nm双核心CPU同样有三种版本：6M（E8000）、3M（E7000）、2M（奔腾双核E5000、尚未上市）。

    此次Intel显然是下了决心想要让四核CPU走向普及，因此45nm四核一开始就有两种版本：12M（Q9X50）和6M（Q9X00），现在Q8000系列则是第三种版本，由于二级缓存只有4M，因此它就是由两颗奔腾双核E5000组合而成的。

    45nm处理器除了二级缓存容量相比上代65nm产品高出50%以外，缓存的相联度也有大幅度提升，这样的设计，能够有效提缓存的利用效率。先从连接路数上举个通俗的例子，CPU核心是容器，二级缓存中的数据是水，原来的出水口有4个，现在有8个出水口，那么哪种设计出水更快呢？而实际上，其中速度上的差距并不只是连接路数数量上的差距，假使有同样的连接路数，45nm也比65nm快出许多，Intel加大了每个连接通道的带宽。所以，45nm工艺的CPU在性能上比65nm的更加强悍。

    以上我们介绍了Q8200的众多亮点，拥有45nmCPU的所有新技术，而二级缓存略小，性格平实，相信大家也对其真身抱有很大好奇心。

     正面看，Q8200和其它4核处理器并没有区别。铜质顶盖既保护CPU核心（DIE）又可加强散热。

    从背面看，CPU上的电容和排阻比完整二级缓存的QX9770精简了不少，看来二级缓存减小后，功耗方面也会相应降低！

    由于处于产品的早期版本，并非市售版本，所以编号已经被打掉。不过我们还是可以从标识上看到产品参数，Q8200 2.33GMHz，1333前端总线，马拉西亚制造。

    在千元级市场，用户的选泽不少，高端双核，低端老四核，而现在，Intel又推出了45nm工艺制造的廉价4四核Q8200，定价也在千元左右。据了解，由于货源稀少，因此Q8200上市价格较贵，但实际上Q8200是为了取代Q6600而来，因此其售价应该将会稳定在千元左右，是极具性价比的档位。

    测试中，笔者选用2款和Q8200价位相近的CPU进行对比，以求在测试中让大家知道究竟是核心重要还是频率重要。

    为了不使测试平台作为瓶颈，选用了华硕ROG x38搭配9800GTX PLUS进行辅助测试，为了不是内存带宽成为瓶颈，使用海盗船统治者组成双通道，同时存储方面使用西数最新的单碟320G 3200aaks进行测试。将平台性能发挥到最大！

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● CPU理论运算对比测试

   ◎ 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。

    Fritz这款国际象棋引擎模拟器，测试的是CPU的整点算法运算能力，也没有对指令集做优化，这样的环境下，测试的结果体现的是CPU的真实运算能力。由于该程序支持多核心运算，所以多核的得分相当高，和CineBench的测试结果相近，Q8200因为较低的主频惜败于Q6600。

    ◎ 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，我们可以看到，多核、二级缓存的优势十分明显，主频最高的E8400由于仅有两个核心，成绩上落后比自己主频和二级缓存都弱的Q8200不少。而在同数量核心的较量中，即使是单核效能低的情况下，Q6600还是凭借二级缓存更大的优势力压Q8200。所以，在渲染运算中，多核并行运算是提高渲染效率的良方，这也是为什么图形工作站倾向于使用SMP技术的原因。

    ◎ 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，CPU的单位运算效率十分重要，核心的多少反倒是次要的。3款CPU中拥有最高主频以及完整无阉割二级缓存的E8400拔得头筹，Q8200凭借着单位运算效率的优势，战胜了比自己二级缓存更大的Q6600。

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   ◎ 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，4核并有大幅领先双核的情况，其实这也和目前压缩视频软件的支持度有关，体现视频压缩速度主要和CPU的主频和核心情况有关，我们可以看到，双核的E8400并没有落后Q8200很多，这是什么原因呢，第一，E8400的主频很高，第二，二级缓存相差太多，从Intel CPU的架构分心，同样核心下，E8400的二级缓存比Q8200足足有3倍之多。不过令人欣慰的是，拥有最大二级缓存，并且主频比Q8200还高一点的Q6600，压缩能力和Q8200相近，相信随着Q8200主频的提升，差距还会更加明显。

   ◎ 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，仅考验的是多核CPU的并行运算能力，这样的话，Q6600占据了优势，虽然运算效能并没有45nm的CPU来的高，但凭借更大的二级缓存和更高的主频抢到了头名的位置，而虽然二级缓存不大，但核心多的Q8200比E8400高出不少！相信随着WINRAR版本的改进，针对45nm CPU的优化，未来45nm CPU将会比65nm CPU性能表现好很多。

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    ◎ 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，在多核心的优势明显，即使是单位核心效率最高的E8400，成绩也不如Q6600来的好。而在同数量核心对比下，虽然二级缓冲劣势明显，但凭借着单位核心的高效率，依旧领先Q6600不少。产出这样悬殊的比分，可以说是体现了电脑进入VISTA时代后，多线程优势的真实体现。

    ◎ 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也是一款针对多核心处理器开发的系统综合效能测试软件。软件模拟系统的实际使用情况进行测试，和其他多线程测试结果相近，虽然二级缓存劣势明显，但Q8200凭借单位运算效率压制了Q6600，而E8400因为核心的劣质只能垫底。

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● 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。

    由于是较老的游戏，所以对4核的优化并不明显，设置在低分辨率下，游戏对CPU的单位运算能力较敏感，这也是E8400领先将近30帧的原因。而在高分辨率和全屏抗锯齿下，CPU已经不是瓶颈，之间的差距仅在1帧左右，几乎可以忽略。

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● 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，得出的结果不尽相同。在第一个场景中，由于物理运算的要求不是很大，单位运算能力最强的E8400抢得黄衫位置。而在第二个BT的场景中，物理运算的噩梦——爆炸，频频出现，双核心的E8400已不堪重负，此时表现的舞台让给了4核，而二级缓存和频率的劣势毁了Q8200，比Q6600的表现稍差。

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● 3款产品的功耗对比测试：

    在上面的性能中，Q8200可以说表现不错，想必用户对阉割版4核45nm新工艺CPU的功耗表现十分感兴趣，下面笔者通过实际测试来测试45nm酷睿2 Q8200真实的功耗控制能力。

    我们的功耗测试方法就是直接统计整套平台的总功耗，既简单、又直观。测试仪器为Seasonic的Power Monitor，它通过实时监控输入电源的电压和电流计算出当前的功率，这样得到的数值就是包括CPU、主板、内存、硬盘、显卡、电源以及线路损耗在内的主机总功率（不包括显示器）。

    通过测试，我们可以清楚的看到，Intel的酷睿2 45nm工艺制造的CPU比早期的65nm工艺制造的CPU在相近性能下更加省电。即使是4核产品，同等工艺下，功耗也相差不大，而且效能方面，4核的产品表现更好，更显Q8200的性价比。更低的功耗，带来的就是更低的发热，用户只需使用一般散热器即可满足CPU的散热要求，而从长线看，低功耗就是低使用成本，谁不想在更低的使用成本下使用更强大的CPU呢？

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● 全文总结：

    从全部的测试成绩看，Q8200的性能十分让我们期待，即使二级缓存的先天残疾，仍然不能阻挡其性能表现，在多数测试中，甚至比拥有8M大容量缓存的前辈Q6600表现还要出色的多。从中也可看出，45nm的酷睿CPU，不仅是制作工艺的改进，在核心的执行效率上提升更大。

    有关核心和频率的争论中，要具体问题具体分析，在多线程的测试软件中，多核心占优绝对优势，而在一些体现运算效率的软件测试中，频率的优势体现的十分明显。当然，这些理论的测试软件，在用户的真实使用环境中仅仅是个参考，不过随着微软VISTA系统的普及，以及Intel倡导的多核理念的深入，越来越多软件公司开发双核甚至多核优化的软件，未来多核的优势会体现的更加明显。

    从市场角度看，双核的概念已经深入人心，双核已不能刺激用户的进一步购买欲望，在老对手AMD频频发力多核产品的时候，受限于架构，Intel并不能生产3核产品，即使单核性能超强，但在多线程操作中并不占优势。进入45nm工艺后，由于二级缓存的多样性，用户可供的选择也比原来多。市场中也需要一款能刺激人心的产品，原先处于千元价位的4核Q6600显然不能但当这一角色。而拥有先进架构的Q8200，虽然二级缓存很小，但凭借着价格优势，出色的性能有望扛起这一重任。<