全球同步!Intel双核心CPU深度大测试
如果没有计算机也许我们还只能停留在使用算盘的阶段,如果没有计算机也许就不会出现像戈登·摩尔、比尔·盖茨这样的计算机天才,如果没有计算机你也许还在看《北京日报》,如果没有计算机也许我们会退回到史前文明。之所以这些“如果”已经成为现实,全是因为有了计算机领域人所共知的“摩尔定律”。
“摩尔定律”是英特尔公司创始人之一戈登·摩尔(Gordon Moore)于1965年在总结存储器芯片的增长规律时发现的。“微芯片上集成的晶体管数目每12个月翻一番”就是这一增长规律的总结,当然这种表述没有经过什么论证,只是一种现象的归纳。但是后来的发展却很好地验证了这一说法,使其享有了“定律”的荣誉。后来表述为“集成电路的集成度每18个月翻一番”,或者说“三年翻两番”。这些表述虽然并不完全一致,但是它却很好的表明了半导体技术是按一个较高的指数规律发展的。
就在摩尔定律提出3年后,英特尔公司诞生了。从它1971年推出的第一片微处理器Intel 4004至今,微处理器使用的晶体管数量的增长情况基本上符合摩尔定律。有人认为英特尔刻意要求公司的技术发展符合摩尔定律。
2002年11月美国《财富》杂志采访摩尔先生时,年愈古稀的摩尔先生说:“开始时公司并没有把摩尔定律作为一个驱动力来看待,说老实话,我是直到10~15年前才能够启齿用摩尔定律来称呼它的。开始我们只是试图用我们认为合适的方法来推动存储器芯片电路技术的发展……起初我们仅仅是想尽快推进技术的发展,但后来发现,发展几乎总是沿着同一条曲线前进。要说我们真正地刻意按照定律推动技术朝此方向发展那是从最近几代技术才开始的。”
这表明芯片工业一开始就比较准确地遵循着这条定律的轨迹发展着。只是后来英特尔才把它写进了公司的发展计划,这也比较符合在特定阶段的发展实际。
时隔整整40年,我们手头使用的电脑有几台没有“Intel”的标记呢?可以说,英特尔的微处理器引导了计算机工业的发展,同时也代表了计算机工业的发展轨迹。一系列与电脑相关的产业,甚至软件也都按摩尔定律的指数规律发展。根据新摩尔定律,互联网用户每9个月增加一倍,同时信息流量与带宽也增加一倍。实际上,在产业竞争的驱动下,不按这样的速度研发新的产品,企业就有被淘汰的危险。经过多年的发展,芯片生产已经成功跨越了0.25微米、0.18微米,其后是0.13微米、0.09微米、0.06微米。如果芯片生产仍然能以3年翻一番的速度发展,那么在十几年之后,就必然会面临硅芯片技术0.05微米的物理极限。
在微芯片方面有一个显著的特点,即它的技术指标非常容易量化。无论是芯片上晶体管的数量还是芯片的运算速度等指标,都直接反映出计算机领域的发展速度。在其他产业中并不是都有这样清晰量化的指标,但是在先进技术竞争的环境下,一般高新技术产业的技术水平按指数规律发展却是一个不争的事实。
也许我们看过太多太多Intel与AMD之间的纷争,虽然看多了觉得有些老生常谈,但不能否认的它们之间的竞争给我们带来的却是生活上的质变!
在过去一年中,Intel的发展称不上顺利,AMD Athlon64处理器率先进入消费市场,并头戴着无数光环和忠实的簇拥者进入2005年,反过来看看Intel,在05年第一季度几乎可以说是没有任何做为,i915芯片组的溃败,PCI Express推行的停滞不前,DDR2的无人问津,LGA 775新接口喝彩等等这些都让世人开始认为“Intel你还行吗?” 虽然Intel依然有爆炸性的新闻,但P4 4GHz计划的取消对Intel来说显然是个负面消息。
在这之前已有处理器频率提升遭遇瓶颈的先兆,但却很少有人料想到这一问题会来的如此突然。就连一向稳健的Intel自己也没有意识到问题的严重性,这也促成了CEO贝瑞特无奈单膝跪地希望技术人员原谅的一幕。
频率无法再提升的主要原因,主要是因为高频率所带来的高发热量会导致芯片运行不稳。在过去的几个月中,虽然P4处理器的频率止步于3.8GHz,但Intel依然在尝试使用其他方法来提高处理器性能。例如提高FSB速度到1066MHz,加大P4处理器缓存到2MB等,但结果都是收效甚微。另一方面,对手AMD基于K8架构的全线产品无论是在服务器/工作站还是桌面市场都广受好评,带给Intel的压力也不小。在内忧外患的情况下,Intel终于决定抛出最后的王牌——双核心!
Intel向厂商提供的资料中,Intel把双核心原理形象的比喻为一名厨师。一位厨师在同一时间只能做出一道美味的菜肴,因此客人点的下一道菜必需等上一道菜完成后才可以继续。虽然我们可以进行多项任务,但实际上每一个线程只能处理一个工作,Intel把它比喻作原始人只懂起一个炉头做饭。而Intel的Hyper-Threading就好比一个厨师用两手同一时间熟两个食物,虽然效率会比单线称处理好些,但还是有很多限制。
而双核心就好比两个厨师分开煮两个食物,效率当然比Hyper-Threading更佳,另外Intel的双核心还会拥有Hyper-Threading技术,即代表两个厨师两只手,同一时间可以运作四个线程。只是希望Intel下一代的处理器不会像煮东西时那般烫就好了。
实际上不难看出单核心产品发展至此,似乎已经走到了山穷水尽的地步,AMD方面也面临着同样的问题。在两家最大处理器厂商同时将眼光放在双核心上时,谁能够占得先机就显得异常重要了。在过去的两年里,Intel在新品发布上一直有跳票的习惯,具体如Prescott、Dothan、Sonoma平台等数不胜数。但对于双核心,Intel一改懒散习惯,就连发布日也要抢在AMD前面几天,重视程度可见一斑。
在不久前的IDF2005上,Intel公开了大量双核心处理器信息,从服务器、桌面到移动方面都有涉及。在桌面市场,Intel双核心分Pentium D和Pentium EE两大系列,同为基于SmithField核心,只是后者还加入了对超线程技术的支持,可以实现四个逻辑核心。
日前PCPOP·CPU频道独家拿到了Pentium D 830(3.0GHz)处理器,到底双核心有何优势,是否能够实现1+1=2的效果呢?本次评测将为您一一解答。
受到AMD Athlon64系列处理器在桌面平台上越来越大压力的Intel显然加速了新产品上市步伐,在Prescott核心Pentium4处理器频率停止在3.8GHz、FSB也止步于1066FSB之后,Intel放弃了在单处理器方面与强悍的Athlon64/Athlon64 FX的性能竞争,即使915/925 Express的综合特性超过K8系列的任何单处理器平台、即使Pentium M系列处理器能够抗衡Athlon64的高速,任凭AMD将推出登峰造极的Athlon64 FX57,这个巨人都不想在传统的单核心处理器上面再继续纠缠了。Intel在去年大刀阔斧的将x86架构的桌面/工作站/服务器全面引入PCI Express/DDR2的新领域之后,这次又率先把双核心技术推向前台,虽然AMD在这个方面较早作出努力,但成品化的速度Intel终于抢在了前头。像每次新品放出一样,Intel带来的还有全新逻辑芯片组,于桌面系统上便是更快速的MCH和更强大的ICH,它们被称作945/955 Express和ICH7。
● Pentium D 830
Intel在IDF2005上公开了大量的双核心处理器信息,从桌面到企业级以及移动领域都有涉及,产品类型也一如既往的多。最先成品化的是定位在新一代桌面平台的Pentium D处理器,它基于集成了两个1MB L2 Cache Prescott核心的SmithField,仍然算是NetBurst架构的延续。
在以前的新闻中我们曾经报道过研发代号为“铁匠”的“奔腾N ”处理器的一些信息,可是现在我们发现Intel并没有使用往常的命名习惯,那个时候我们还无法知道它的最终名字会是什么。有趣的是,可能连英特尔自己都不确定应该给这个产品如何来定位。因此,我们知道的版本就有好几个,如“奔腾5 ”、“奔腾4 X 系列”等等。到了05年的第一次产品信息内部沟通的时候,主板厂商得到了最新的有关Smithfield的官方说法:它将被定义为8系列!
俗话说:“三个臭皮匠胜过一个诸葛亮”。也许Intel给Pentium D核心起个“铁匠”的名字也许是希望处理器数量上的游戏来超过AMD,因为Intel知道如果继续使用一对一的战术他们并不能再给AMD带来多少的冲击了,所以调转矛头从其他方面下手才是制胜根本。 | Pentium 4 5XX | Pentium 4 6XX | Pentium 4 EE 3.73 GHz | Pentium EE 830 |
接口 | LGA775 | LGA775 | LGA775 | LGA775 |
处理器命名 | 570, 560, 550, 540, 530, 520 | 660, 650, 640, 630 | None | 830 |
时钟频率 | 2.8-3.8 GHz | 3.0-3.6 GHz | 3.73 GHz | 3.0 GHz |
前端总线 | 800 MHz | 800 MHz | 1066 MHz | 800 MHz |
核心 | Prescott | Prescott 2M | Prescott 2M | Dual Core |
制造工艺 | 90nm | 90nm, | 90nm | 90nm |
L1 Cache | 16 KB | 16 KB | 16 KB | 2 x 16 KB |
Trace Cache | 12000 micro-ops | 12000 micro-ops | 12000 micro-ops | 2 x 12000 micro-ops |
L2 Cache | 1024 KB | 2048 KB | 2048 KB | 2 x 1024 KB |
EM64T | None | Yes | Yes | Yes |
XD-bit | Yes | Yes | Yes | Yes |
EIST | None | Yes | None | Yes |
Hyper-Threading | Yes | Yes | Yes | Yes |
指令集 | SSE, SSE2, SSE3 | SSE, SSE2, SSE3 | SSE, SSE2, SSE3 | SSE, SSE2, SSE3 |
晶体管数量 | 125 mln | 169 mln | 169 mln | 230 mln |
核心尺寸 | 112 sq.mm | 135 sq.mm | 135 sq.mm | 206 sq.mm |
这还是数月之前的一次Roadmap中介绍的“铁匠”信息,那时候它还是被冠以X系列的名字,而现在这一切都发生了变化,8XX是它今后确定的代号了。
上面的2个Logo图标是Intel在IDF透露的2个新品指向的图标,它们分别对应双核心的奔腾D和双核心的奔腾EE。也许很多人会认为Pentium D的命名太过老土,为啥不用一些更具特色的名称呢?奔腾Pentium就好比是一个企业的招牌,就像我们天天喝的Coca Cola如果改名叫非×可乐,就算质量不变,你还会继续买它吗?这就像是奔腾Pentium是Intel的招牌一样,万不得已雷打不动,因此它们不会对新处理器的名字做出根本性的变化。但Intel一向是新概念的炒做高手,很有可能在2006年的这个时候,满大街都是Pentium D的新广告!
虽然Intel的命名有点土,但依然有很多用户喜欢研究他们的处理器命名规范,如现在比较流行的说法:Pentium D的D主要有两个含义,一为Desktop,即桌面处理器的意思,它和Pentium M表达的Mobile移动CPU的概念正好相对;而D另外一个意思是Double,也就是说“双”份的概念。但小编可以肯定的告诉你,这些Pentium后面的字母没有任何意义,就连Celeron D和Celeron M同样没有任何意义,IDF 2005上Intel官方也否定了上述说法,它们只是一个产品的名称,没有实际意义,所以大家今后也没有必要再去研究这些文字游戏了。
尽管奔腾4那20级的流水线(Prescott核心的31级)在提升频率上面的确有其得天独厚的优势,但是现有制作工艺条件下的巨大发热量也是非常棘手的问题。从频率制胜转向寻求其他的竞争办法,Intel也是不得已而为之。如何有效提升处理器的外频、扩展内部缓存、增加扩展指令集和寻求多核心……,是处理器厂商都在积极开拓的新思路,谁在这个转型的时候能够快速进入角色,就能够抢到先机。
代号 | 频率 | L2 Cache | FSB | 发布时间 |
Pentium D 840 | 3.2GHz | 2×1MB | 800 MHz | Q2’05 |
Pentium D 830 | 3.0GHz | 2×1MB | 800 MHz | Q2’05 |
Pentium D 820 | 2.8GHz | 2×1MB | 800 MHz | Q2’05 |
采用90纳米工艺,代号840、830与820的第一代“双核心”处理器,将在第二季度量产,840频率为3.2GHz、830、820依次为3.0GHz和2.8GHz。840至820售价依次为530美元、320美元和240美元左右。
这次PCPOP·评测室拿到的是830 Pentium D处理器,上图就是830的实物正面照片。为了能够让读者了解参数情况,我们举例来说明一下CPU上串好的作用,以方便解释说明。
JH 80546或者80547的串号已经变成了HH 80552,这是双Prescott核心的Smithfield以后会沿用的步进代号。而PG依旧是800 FSB前端总线处理器的代号(1066 FSB的奔腾4 EE编号为PH)。080是表示CPU的核心主频的,以下是编号对应的频率列表:
056 | 2.40 GHz |
064 | 2.60 GHz |
072 | 2.80 GHz |
080 | 3.00 GHz |
083 | 3.06 GHz |
088 | 3.20 GHz |
096 | 3.40 GHz |
099 | 3.46 GHz |
104 | 3.60 GHz |
112 | 3.80 GHz |
最后的2个数字是表示该处理器的最外面一级缓存的容量,这里的标识为1M(表示内建1MB的L2缓存),仅仅代表一颗Prescott核心为1M,既然“铁匠”是双核心的处理器,那么它内建2个现有的奔腾4核心,所以缓存容量自然也扩展了一倍,达到2M。
但目前还有一种说法是除了两个核心分别拥有独立L2缓存之外,还存在一款双核心共享L2缓存的CPU,为了证实这个说法,在前两天刚刚闭幕的IDF 2005上,我们的记着专程提出了该问题,而Intel方面的答复是否定的,即共享L2缓存的双核心CPU现在还不存在。
“铁匠”的背面电阻和电容部分也相比5系列的Prescott有了很明显的变化。由于内部集成了更多的晶体管,它的终结电阻数量也随之增加。感觉上它就是完全左右对称的2个元件排列结构,这是否也是双核心对应的表现征兆呢?
Net Burst架构的贡献不菲,已经可以功成身退了,Intel计划用双(甚至多核心)核心处理器共同运做的办法来实现性能再次提升的愿望。Smithfield是真正的物理双处理器,而Prescott上的超线程技术是两个逻辑处理器,两者绝对不可混淆。
为了能够让双核心在一起顺利工作,英特尔引入更先进的电路来降低耗电和发热,据悉,这项技术可以在较低电压的时候把晶体管之间的漏电减少到一半甚至更多。一旦在初期实验成功,不排除它会在6系列等Prescott内核的新CPU上得到普及应用。
在我们拿到的i955X芯片组主板上成功地点亮了Pentium D处理器,根据以前手中掌握的资料,8系列奔腾D是不支持HT的,但系统还是认出了我们这颗双核心处理器,这就证明了该CPU确实为双核心处理器。
Windows XP系统能够正确识别出Pentium D处理器
不过令编辑感到苦恼的是,这次1.27版的CPU-Z又无法正确识别“铁匠”的身份,居然把Pentium D识别为是一颗530单核心的Prescott,虽然CPU-Z虽然有体积小运行快的特点,但稍微先进的硬件就识别不出来,看来CPU-Z已经快赶不上硬件的发展速度了,好在刚刚CPU-Z在前几天发布了最新的1.28版本才弥补了这一过失。
还好,最新1.28版本的CPU-Z能够正确识别出Pentium D,不然CPU-Z就真的应该退伍了。
缓存识别准确无误
另外,在“Windows任务管理器”中也能很好的识别出双核心,可随时观察两个核心的工作状态。
这是小编使用笔记本处理器,这样对比一看就能知道究竟哪里不同了!
● 测试平台
硬件系统 | |||
处 理 器 | Intel Pentium D 830 (3.0 GHz) | Intel P4 560 (降频至3.0GHz) | Pentium4 3.4E |
主 板 | 富士康 955X主板 | Intel 925X | |
内 存 | GeIL DDR II 667 512MB×2 | ||
显 卡 | 华硕GeForce 6600“T.O.P版”(PCI Express) | ||
硬 盘 | Seagate 7200.7 60GB | ||
显 示 器 | 爱国者 998FD | ||
驱动程序 | |||
主板驱动 | Intel Chipset Inf 7.0.0.1014 | ||
显卡驱动 | Forceware 71.84 WHQL | ||
操作系统 | 英文Windows XP + SP1 |
华硕GeForce 6600“T.O.P版”
这套配置应该也称得上豪华了,虽然我们没有使用最好的6800 Ultra显卡,是因为双核心的意义并不在于图形方面,其优势还是主要在于它能够同时处理多个任务,就像厨子做饭一样,同时煸炒两道美味佳肴。
对于超频部分,我们将在随后为大家揭示Pentium D的超频实力。
Intel最新的955芯片组将支持他们最新的双核心处理器,近日我们就拿到了一款来自富士康的采用i955X芯片组的主板,大家一起来欣赏一下吧。
Winstone 2004是一款和SYSmark类似的测试软件,分为两个部分,分别为考察商用软件的Business Winstone和考察多媒体内容制作的Multimedia Contencreation Winstone。
从上面的柱撞图可以看出830在Business Winstone测试中毫无优势可言,但你是否注意到了此项测试着重考察的处理器的运算能力,而这方面频率更高的3.4E当然不会手软。
可换做考察多媒体内容制作的Multimedia Contencreation Winstone测试项目后情况又是怎样的呢?我们可以看到在4项有关多进程的测试中,830赢了3项,这主要得益于830的强劲的双核心处理能力才使830脱影而出。
SiSoft Sandra是一款测试一些参数的软件,我们使用这款软件测试处理器的算术运算性能和内存的带宽。
在SiSoft Sandra 2005的测试中我们惊喜的发现,在核心频率低上400MHz的情况下双核心的830依然全面领先3.4E,甚至在某些项目中830即将超越3.4E一倍,也许超频后的830能够实现我们的这一愿望。
我们再来看看PCMark04的测试情况,这款测试软件相对简单,所以也深受广大DIYer喜爱。
在PCMark04的测试中,双核心830的成绩还算令人满意,前两项都大副领先。
接下来我们将要进行的测试是以往测试中从未采用过的。在以往的测试中我们总是为了测试出最准确的数字将硬盘格式化然后装上最新的系统,关上所有可能会影响测试成绩的软件,在最干净的环境中进行测试并得出最准确的得分。但这次我们不再这样测试了,因为这样的测试对双核心830来说毫无意义,而双核心的意义就在于它可以同时处理多个任务且不会出现性能下降的问题!
首先我们需要找到与双核心830进行对比的CPU,我们将Intel P4 560降频至3.0GHz,用它来和双核心进行这次非比寻常的测试。
需要声明的是,在接下来的测试柱状图中我们将以Pentium4 530来代表降频后的P4 560,这一方面避免读者对CPU的混淆,另一方面也能更加直观的了解双核心所带来的巨大变化。
在该项测试中我们放弃了常用的测试方法,而改为多种测试软件同时测试的BT方法,虽然看似BT,但只有这种BT的招数才能逼出双核心830的精髓所在。
首先我们分别在两个平台上单独运行3DMark 03,测试后的得分830稍稍占优。
这是开启TMPG Enc进行视频压缩并和3DMark 03同时运行得出的成绩,我们可以看到双核心830依然不为所动,相反P4 530则大伤了元气。
接下来则是更加BT的测试,既然830能够借助双核心的优势可以同时执行两个程序并保持原有的得分,那如果让这两颗CPU同时运行3个测试软件又是怎样一个后果呢?
从测试结果可以看出双核心830在同时运行3个测试软件后也有所下降了,但下降的幅度要比我们之前预期的好,虽然P4 530下降幅度比830大,但同样没有出现直线下滑的情况,看来两颗CPU都承受住了考验。
● Quake3测试双核心
最后是游戏的测试,而测试项目我们只选择了Quake3做为唯一的游戏测试项目,这是因为在双核心推出前就已经有过很多关于其对游戏支持欠佳的报道,所以我们也没有必要再去劳神的一个个测试那漫长的游戏,有个Quake3做为测试足以。
首先我们测试的是正常情况下Quake3的运行情况,而测试的成绩和我们的预期基本吻合,两颗处理器之间并没有出现多大的差距。
但是一加上Super π在后台运行,这些测试成绩可就大不一样了,P4 530在这种极端的测试下竟下降了140多帧,而双核心830才下降了不到30帧,可见双核心的威力不同凡响。
从Intel抢在AMD之前发布双核心处理器就可以看出,这次Intel推出的双核心对Intel来说是多么的重要。虽然性能上双核心和我们以往使用的单核处理器有些差距,但它的意义并不在于去进行某一个测试或一个游戏。
Pentium D的系统使用起来更像一部配置了双Xeon处理器的工作站,强调多任务下的强健性和极快的CPU运算能力。以这种CPU组建起来的电脑更加适合视频处理工作者,因为它可以同时开启视频压缩程序并看着HDTV,帮你熬过那漫长的等待时间。或是你是一个每天工作都需要同时开启多个任务的开发人员,那双核心就更加适合你了。
如果再BT一些,你也可以买两个显示器加上双核心处理器,同时开两个CS,一边Over后在玩另一边,这样你就不会总是坐在电脑前傻傻的“看电影”了。但这里要奉劝一句的是,如果你是打算用这种又新又贵的处理器来打造你高速游戏PC的心脏,那么它的表现恐怕又会让你大喊Intel不厚道了。
虽然Intel近来的表现不能让人满意,甚至有些用户认为AMD在某些方面已经超越了Intel,已经登上了处理器的王座,其实你这么看是非常片面的。
英特尔目前在全球有5个微处理器实验室,其中两个本土的:加州圣何塞西北部的圣克拉拉实验室、俄亥俄冈州西北部的希尔巴罗实验室;三个海外的:以色列海尔法实验室、中国北京实验室、西班牙巴塞罗那实验室。圣克拉拉实验室当年主要负责P5和P7,即后来的Pentium和Itanium;希尔巴罗实验室则负责过P6,即后来的Pentium Pro,现在市场上买得最火Pentium 4也是出自这个研发团队的作品;中国北京实验室比较知名的是开发语音识别,但是在指令集、特定应用内核方面也有研发;西班牙巴塞罗那实验室还比较神秘,据称是研究新式的IA32、IPF(Itanium Processor Family)。
以色列海尔法实验室最初是研究Timna处理器——一个整合了i752的600MHz Celeron处理器,在当时,往CPU里整合各种东西几乎可以说是一种潮流,但是很不幸的是,人们高估了半导体的工艺发展以及低估了市场消费主力对性能的需求,Timna只亮相了一下后不久就被取消了。
不过随后的Banias境遇就截然不同了(Banias就是第一代的Pentium-M,采用130nm技术),正是Banias以及配套芯片组的诞生,让英特尔得以在全球刮起“无限你的无线”为口号的讯驰笔记本平台风暴。在许多人的眼里,Banias是一个类似Pentium III的处理器,所不同的,只是有更大二级高速缓存、SSE2执行能力以及非常高明的耗电管理措施。也就是说,海尔法团队一直以来,主要的任务就是对已经存在的架构做重大的改动,挖尽最后的一点潜能。
从众多的研发基地就可以看出,Intel早已打下了良好的根基,虽然目前看似AMD已经在桌面市场上取得了先机,但凭借Intel对处理器近40年的研发历史,挫折只是某一方面并且是短暂的,就拿这次Intel抢在AMD之前一步推出双核心处理器不难看出,Intel即将开始在桌面上的反击战,而这次导火索依然是那手掌大小的处理器。