桌面新霸主!32nm六核酷睿i7-980X评测
泡泡网CPU频道3月11日 Intel在2009年开始了全面推进酷睿i系列产品的征程,并顺应Tick-Tock战略,从Intel发布新一代Core i7后,Core i7便成为桌面市场上最强霸主,之后Intel又再接再厉,顺利在年末准时发布了基于全新设计的32nm酷睿i3/i5处理器,将整个酷睿i7/i5/i3过渡为新酷睿家族,并且提出了一个全新的口号“智能”,透过“智能”这个词,我们不难看出,Intel已经开始打造他的“明日科技”时代。而随着制程的进一步演化,32nm脚步并为停止,Intel首款桌面级的六核十二线程优异产品酷睿i7-980X至尊版横空出世!
虽然8核、12核产品目前已经在服务器领域得到了广泛的应用,但是目前在桌面市场,四核产品依然是当之无愧的性能王者,不过现在他们把六核心处理器带到台式机领域上,因此我们也有理由相信,在Intel Core i7 980X发售之后,新的桌面CPU性能王者的桂冠自然当仁不让。
Intel Core i7 980X的研发代号为Gulftown,采用32纳米工艺制程,拥有6个核心,并可通过超线程技术模拟12线程同时工作。由于基于改进自Nehalem的Westmere微架构研发,因此Intel Core i7 980X完整的继承了Nehalem架构Core i7的睿频技术、超线程技术、三通道DDR3内存控制器、以及QPI总线等。
与其把Core i7-980X看成一颗台式机处理器,到不如说它是优异服务器Xeon W3680的桌面版本。不过Core i7-980X有一个额外的好处就是Intel没有锁定它的倍频上限,当然也只有在台式机产品线上才会有至尊版的概念。
32nm工艺领航i7 六核核心面积竟小于四核!
制造工艺永远是高性能芯片的参照标准之一,在更高的制造工艺下,在相同的单位面积下可以容纳下更多的晶体管,而晶体管数量的增多直接体现在了性能的提升方面。同时先进的工艺制程下制造的芯片产品耗电量以及发电量也会得到很好的控制。之前我们接触的i7系列产品都采用了45nm工艺,然后i7六核的推出宣告了高端i7进入32nm时代。
32nm制程技术的基础是第二代高k+金属栅极晶体管。英特尔对第一代高k+金属栅极晶体管进行了众多改进。在45纳米制程中,高k电介质的等效氧化层厚度为1.0nm。而在32nm制程中,此氧化层的厚度仅为0.9nm,而栅极长度则缩短为30nm。 这些改进对于缩小集成电路(IC)尺寸、提高晶体管的性能至关重要。采用高k+金属栅极晶体管的32nm制程技术可以帮助设计人员同时优化电路的尺寸和性能。
得益于先进工艺下,六核心Gulftown芯片的面积只有248平方毫米,晶体管数量却高达11.7亿个,基本上就是双核心Clarkdale芯片81平方毫米和3.84亿个的三倍,比45nm四核产品核心面积还要小。要知道四核心Bloomfield和Lynnfield芯片的面积和晶体管数量分别有263平方毫米/7.31亿个和296平方毫米/7.74亿个,后者因为内建了PCIe控制器这样的北桥芯片功能所以会大一些.
Nehalem架构可拓展性 升级六核更简单
得益于Nehalem架构可拓展性,Gulftown升级不需要进行重新设计。延续32nm第二代HKMG制造工艺,Gulftown芯片在Bloomfield芯片的基础上增加了两个物理核心,加之第三代超线程技术,从而达成6核心12线程的空前规格。
Gulftown芯片也继续贯彻了Nehalem架构每个核心至少有2MB三级缓存的特性,因此六核心Gulftown芯片的三级缓存是12MB,而四核心Bloomfield芯片是8MB。
Gulftown的另一个代号也叫是“Westmere六核”,采用原生六核设计,并且将内存控制器模块与CPU核心整合在了同一块32nm制程芯片中。而不是像Intel最近推出的采用“Westmere双核”设计的32nm制程Core i3/i5那样采用原生双核设计,并且32nm制程CPU核心内部也没有整合内存控制器,而是把内存控制器和GPU等功能整合在另一片45nm芯片上。
六核Gulftown处理器之所以没有把内存控制器放在处理器核心中,是因为六核心的处理器核心结构已经较为复杂,而内存控制器如果加进去会带来更大设计难度,而把它加到45nm图形核心的那颗芯片中,可以降低设计风险。
未来四核Westmere将会有六核Gulftown屏蔽而来,到时会不会出现四核Westmere开核变成六核的情况还不清楚,以Intel的惯例这种可能性比较小.
第三代超线程技术让32nm六核如虎添翼
随着第三代超线程技术的推出,我们也认识了SMT(Simultaneous Multi-Threading,同步多线程)正是这样的技术。从技术原理上看,SMT脱胎于大家耳熟能详的HT(Hyper Threading,超线程)技术,但它已非昔日的那辆拖拉机,借助QPI等技术,已换骨为更具发展前景的“第三代超线程技术”。
大家知道,超线程技术早在Intel Netburst微架构的P4处理器中便已出现,从其一出生开始,便被英特尔寄予了厚望——Intel希望凭借此技术一举击溃正呈中兴之势的“速龙”,但事与愿违,限于当时的技术条件,HT并没有给人们带来革命性性能提升,有些情况下甚至还适得其反。为此,在2006年Conroe推出之时,人们没有再看到超线程的身影。
i7 965具备8线程的实时运算
新的SMT超线程技术有何特点呢?为了解决以前因为存储带宽不足引起的性能损失问题,Intel对Core i7架构、总线、存储子系统都进行了重新设计,打破了引起多线程技术应用的系统瓶颈。这让SMT能够以较低的延迟时间取回指令和数据,能用较高的访问带宽无缝处理从多个内核发起的存储访问请求;具备更好的扩展性和伸缩性,可以更灵活的运用多个逻辑内核。
i7 980X高达12线程的实时运算
曾几何时,我们依稀还记得酷睿第一代产品推出,相比前代处理器,虽然在性能上有了很大的提升,在架构上也有革命性的进步,但由于其同样基于FSB总线,内存带宽本身就不足,所以其没有引进超线程技术。从处理器发展的规律来看,支持多线程技术仍应是处理器发展的重要方向之一。而随着新一代高带宽的QPI总线技术的现身,及越来越多的软件开始支持多线程,这让新一代超线程技术在Core i7中再度被推出,成为众望所归,高达12线程的i7-980X预示着未来16线程/24线程/32线程将我们不再遥远。
接下来我们还要提一下新指令集问题,在迎来Intel下一代Sandy Bridge架构革命性的AVX指令集之前,我们可以应用全新的12个新AES-NI指令,这有助于提高处理器的AES加密和解密运算性能。在接下来的PCMark测试中我们就可以领略到指令集的威力。
Intel Core i7 980X睿频加速原理解析:
作为Nehalem血统,一项根据TDP动态调节个别核心频率的技术自然要沿用到六核Gulftown身上来。我们知道随着处理器的核心增加对处理器的超频就变得更困难了,特别是有的处理器的频率本身就很高。当多核处理器在执行某些单线程任务的时候多核心可能没有太大的用武之地,如果提升某个或者某两个核心的频率对这样的任务来说就变得更加有效了。
不仅如此,还可以有效地提升使用效率,降低功耗,这对于六核12线程的980X来说是再有效果不过了,试想一下如果六核物理核心或者12个逻辑核心同时超频,对于只支持单线程运算的软件或者游戏,性能和功耗的浪费会有多么的严重,而睿频技术恰恰弥补了这一缺憾,核心越多效果越明显。
睿频技术它能让内核运行动态加速。可以根据需要开启、关闭以及加速单个或多个内核的运行。如在下面的六核980X处理器中,如果一个任务是单线程的,则可以关闭另外五个内核运行,同时把工作的那个内核的运行主频提高,这样动态的调整可以提高系统和CPU整体的能效比率。
在提升到Turbo频率之前,PCU功耗控制单元是要进行侦测的,以保证TDP不会超过额定的范围。也就是说Turbo Boost技术相当安全可靠,它最大限度的发挥了CPU的能力,而这一切都是自动实现的,对于很多普通用户来说,可以得到实实在在的好处。
多线程下主频加速到3.47GHz
单线程下主频加速到3.6GHz
我们在测试中也验证了980X的Turbo频率,在BIOS设置为Auto的情况下,通过运行单线程WINRAR,980X便会自动从原来的25x倍频提升到27x倍频,此时核心频率达到了3.6GHz;运行多线程WINRAR时,980X便会自动从原来的25x倍频提升到26x倍频,此时核心频率达到了3.46GHz。这和之前的i5 661和i7 975相同道理,只不过运行在六核上效果更加突出。
32nm旗舰六核Core i7 980X工程样品展示:
此次参与我们测试的处理器是酷睿i7-980X,同样基于Westmere架构,研发代号为Gulftown,它是全球首款桌面级六核处理器产品。
Intel Core i7 980X采用全新32nm设计,通过超线程技术可提供十二个线程,频率为3.33GHz,外频133MHz,倍频为25x。售价与之前旗舰965/975相同,大约为999美元。
左为六核i7-980X 右为四核i7-965
从外观上看,四核和六核并没有太大的差别,只不过在背部电容的排列上稍有不同,六核980X似乎电容稍多一些,得益于32nm工艺,虽然980X相比965多了两个物理核心,但是核心面积却相比还要小不少。
更让我们惊奇的是,未来销售的盒装Core i7-980X处理器内会搭载一个名为Intel DBX-B的塔式散热器,它可以承受50 倍的重力冲击(相当于从3 英尺多的高度落下),闲置状态下的CPU(800 RPM)噪音低于20分贝,承担繁重负载时的CPU(1800 RPM)最大噪音低于35分贝,散热器顶部设有调速开关,“Q”为低转速,“P”为高转速。
测试平台介绍:新32nm六核i7旗舰挑战老45nm四核i7旗舰
i7-980X的早早上市,同样也意味着桌面CPU领域此时难有敌手,AMD方面六核产品迟迟不到,更加让980X有种独孤求败的没落感,因此我们选取了上代四核i7旗舰产品965至尊版进行对比测试,四核对六核、8线程挑战12线程,不过也只能如此!
此次测试全文通过柱状图方式进行性能描述,可以准确的呈现出每款产品性能差距,最后,为了成绩的更加直观,分别进行整体成绩计算汇总对比.
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