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1 前言 Core i7作为Intel下一代处理器，集众多先进技术于一身，如集成内存控制器、三通道技术支持、全新QPI总线以及超线程技术的回归等，是继Core 2后又一款划时代处理器，将于今年年底正式推出。我们PConline评测室第一时间拿到这款CPU的工程样板，并抢先进行全国首测，详细可以查看《再现王者本色!Intel次世代CPU全国首测》一文。
在首发评测中我们已对Core i7进行了较详细测试，大部分测试项目表明Core i7带来强大的性能，但也有一些项目甚至比不上同频的Core 2 Quad，某些究竟什么原因使Core i7在某些测试中不如同频的Core 2呢？三通道内存又能带来多少性能提升？同步多线程的威力又是如何？Core i7比Core Quad更耗电吗？围绕这些问题，马上进入Core i7的深入评测后篇。 2 从Core 2到Core i7的变化
Core i7采用的是全新Nehalem架构，虽然是新架构，但Nehalem还建立在Core微架构（Core Microarchitecture）的基础上，通过大幅增强改进而来的，外加增添了SMT、3层Cache、TLB和分支预测的等级化、IMC、QPI和支持DDR3等技术。比起从Pentium 4的NetBurst架构到Core 微架构的较大变化来说，从Core 微架到Nehalem架构的基本核心部分的变化则要小一些，因为Nehalem还是4指令宽度的解码/重命名/撤销。 Nehalem的核心部分比Core微架构改进了以下部分： Cache设计：采用三级全内含式Cache设计，L1的设计与Core微架构一样；L2采用超低延迟的设计，每个核心各拥有256KB的L2 Cache；L3则是采用共享式设计，被片上所有核心共享使用。 集成了内存控制器(IMC)：内存控制器从北桥芯片组上转移到CPU片上，支持三通道DDR3内存，内存读取延迟大幅减少，内存带宽则大幅提升，最多可达三倍。 快速通道互联（QPI）：取代前端总线(FSB)的一种点到点连接技术，20位宽的QPI连接其带宽可达惊人的每秒25.6GB，远超过原来的FSB。QPI最初能够发放异彩的是支持多个处理器的服务器平台，QPI可以用于多处理器之间的互联。 Nehalem的核心部分比Core微架构新增加的功能主要有以下几方面： New SSE4.2 Instructions （新增加SSE4.2指令） 3 Core i7的改进：原生四核+全新缓存设计
我们知道，Core 2 Quad系列四核处理器其实是把两个Core 2 Duo处理器封装在一起，并非原生的四核设计，通过狭窄的前端总线FSB来通信，这样的缺点是数据延迟问题比较严重，性能并不尽如人意。Core i7则采用了原生四核设计，采用先进的QPI（QuickPath Interconnect，下面将进行介绍）总线进行通讯，传输速度是FSB的5倍。 缓存方面也采用了三级内含式Cache设计，L1的设计和Core微架构一样；L2采用超低延迟的设计，每个内核256KB（256x4 KB）；L3采用共享式设计，被片上所有内核共享，容量为8MB。 4 Core i7的改进：采用全新QPI总线
Core i7的Nehalem架构最大的改进在前端总线（FSB）上，传统的并行传输方式被彻底废弃，转而采用基于PCI Express串行点对点传输技术的通用系统接口（CSI），被Intel称为QuickPath。QuickPath的传输速率为6.4Gbps，这样一条32bit的QuickPath带宽就能达到25.6GB/sec。QuickPath的传输速率是FSB 1333MHz的5倍，前者虽然数据位宽较窄，但传输带宽仍然是后者的2.5倍。由于分别用于双处理器和单处理平台，Gainestown有两条QuickPath，而Bloomfield仅有一条。不难看出，在AMD推出HyperTransport高速串行总线，并逐渐在高性能运算领域建立优势之后，Intel也迎头赶上。若干年前，关于串行传输将一统天下的预言已经变成了现实，我们所要等待的是串行内存何时重返市场。 5 Core i7的改进：集成内存控制器
内存控制器相信大家不会感到陌生，竞争对手AMD早在K8时代CPU已经集成了内存控制器，能大幅提升内存性能，而Intel方面则表示由于时机还不合适，因此没有在Core2中使用，现在最新的Core i7终于拥有集成内存控制器IMC（Integrated Memory Controller），可以支持三通道的DDR3内存，运行在DDR3-1333，内存位宽从128位提升到192位，这样总共的峰值带宽就可以达到32GB/s，达到了Core 2的2-4倍。处理器采用了集成内存控制器后，它就能直接与物理存储器阵列相连接，从而极大程度上减少了内存延迟的现象。 6 Core i7的改进：超线程技术
超线程技术（Hyper-Threading），又称为同步多线程技术（Simultaneous Multi-Threading，SMT）。最早出现在130nm的Pentium 4上，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。超线程技术使得Pentium 4单核CPU也拥有较出色的多任务性能，现在通过改进后的超线程技术再次回归到Core i7处理器上。 同步多线程（Simultaneous Multi-Threading，SMT）是2-way的，每核心可以同时执行2个线程。对于执行引擎来说，在多线程任务的情况下，就可以掩盖单个线程的延迟。SMT功能的好处是只需要消耗很小的核心面积代价，就可以在多任务的情况下提供显著的性能提升，比起完全再添加一个物理核心来说要划算得多。比起Pentium 4的超线程技术（Hyper-Threading），Core i7的优势是有更大的缓存和更大的内存带宽，这样就更能够有效的发挥多线程的作用。按照INTEL的说法，Nehalem的SMT可以在增加很少能耗的情况下，让性能提升20-30%。 为什么Core 2没有使用SMT？很显然，它是可以做到的。SMT是在节省电力的基础上增加了性能，而且软件支持的基础建设也早就有了。有2个可能的原因：一是Core 2可能没有足够的内存带宽和CPU内部带宽来利用SMT获得优势。通常，SMT能够提升内存级并行（memory level parallelism，MLP），但是对于内存带宽已经成为瓶颈的系统则是个麻烦。而更有可能的原因则是SMT的设计、生效等是很麻烦的，而当初设计SMT是由INTEL的Hillsboro小组主持，而并非是Haifa小组（Core 2是由这个小组负责的）。这样Core 2不使用SMT就避免了冒险。 7 评测平台及评测说明
对于全新架构Core i7处理器的对比评测，我们加入了Intel目前零售最为顶级的Core 2 QX9770作为参考对象。Core i7 940处理器频率为2.93G，为了考察两代CPU在同频下的性能差距，我们把QX9770降频到2.93G。 本次深入评测我们主要测试三双通和多线程技术带来的性能提升，故我们将开启关闭SMT同步多线程进行对比，此时平台为三通道模式。单（Single）、双（Dual）、三通道（Triple）进行对比评测。 为了避免3D效能成为瓶颈，我们采用了高端显卡nVIDIA GeForce GTX 260作为评测平台使用，由于是测试CPU的游戏性能，我们采用了较低分辨率1024x768，这样才能更充分体现CPU在游戏的中性能差距。 8 三通道无用论，与双通道无区别？ 在内存测试部分，单通道和双通道采用的是2G容量的内存，三通道则为3G。 SUPER PI MOD 1.4性能测试:
SuperPI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。
从评测可知，单通道和双通道区别相对明显，而双通道和三通道区别则不大。 WinRAR 3.71性能测试： WinRAR作为一款目前非常流行的压缩软件，我们使用了它内置的评测功能。评测的结果可以有效的反映CPU的性能。 Everest内存性能测试：
Everest作为一个系统检测软件，其前身是Aida32，它可以详细的显示出PC每一个方面的信息。支持上千种(3400+)主板，支持上百种(360+)显卡，支持对各式各样的处理器的侦测。软件自带的Memory Latency评测，可以通过对内存延时的评测，直观显示出内存子系统的效能。
在这个内存理论测试中，双通道和三通道几乎没区别，不排除是软件问题。 《使命召唤4》场景载入时间对比测试：
游戏所有特效开至游戏能够支持的最高级别，同时关闭垂直同步，分辨率为1024x768 0AA/0AF。载入的场景为快乐歌运输号场景。第一次载入时间由于误差太大，因此我们从第二次载入开始计算，测试三次取平均值。由于是手动操作，因此存在一定误差，测试只作参考。
双通道相比单通道载入时间快了2秒，三通道相比双通道提升则不明显。 《孤岛危机》场景载入时间对比测试：
DX10大作Crysis孤岛危机以真实的画面著称。分辨率为1024x768 0AA/0AF，VeryHigh。测试场景为BenchMark自带的，测试三次取平均值。由于是手动操作，因此存在一定误差，测试只作参考。
小结：在内存测试中，Core i7的双通道比单通道性能上有了不少的提升，但三通道比起双通道提升不明显，以两者有1G内存差距来看，甚至可以把提升看成是容量的功劳。当然，也有可能是当前软件对三通道支持不好、Core i7带宽不足等原因，未能发挥三通道的威力。这点只能等软件和Core i7平台成熟后再进行探讨了。 9 同步多线程是双刃剑？多线程软件评测 在此评测中，我们将开启和关闭SMT同步多线程进行对比，图表中SMT表示开启动同步多线程，NO SMT表示关闭。 Cinebench R10多媒体性能测试：
CINEBENCH R10为目前最新版的Cinebench系列测试软件，它采用了3D设计软件CINEMA 4D的3D引擎，可以用来评测显示卡、处理器的效能。
Core i7开启SMT后，有17%左右的性能提升，性能超过QX9770 3.2G。 关闭SMT后，性能超过同频的Core 2而弱于3.2G QX9770。 WinRAR 3.71性能测试： WinRAR作为一款目前非常流行的压缩软件，我们使用了它内置的评测功能。评测的结果可以有效的反映CPU的性能。
在RAR测试中，即使关闭SMT，Core i7的测试成绩也远高于Core 2 QX9770。 Fritz Chess性能测试：
Fritz Chess Benchmark主要用于测试处理器的多线程处理能力。
TMPGEnc视频转换测试：
TMPGEnc 是日本人堀浩行开发的一套MPEG编码/工具软件，支持VCD、SVCD、DVD等各种格式。TMPGENc 3.0 xPress相对于旧版本在MPEG编码上作了不少的优化，例如加入的超线程和多核心的优化选项，尤其是其加入了SSE3指令集的支持，能使拥有该指令集的CPU发挥出更好的性能，减少大量的编码时间。
在首发评测中，Core i7在这款多媒体软件发挥失常，性能甚至比不上同频的Core 2，原因是同步多线程问题，关闭后Core i7表现正常，也超过了Core 2 QX 9770。相信随着软件针对SMT同步多线程技术进行优化升级，以后Core i7 SMT的表现将会更为出色。 小结：在多线程测试中，开启SMT同步多线程的Core i7性能有了明显提升，在测试软件中，只有TMPGEnc和SMT有兼容性问题，性能明显下降，相信通过以后的版本会解决此问题。 10 同步多线程是双刃剑？游戏评测 3DMark Vantage测试：
3DMark Vantage主要包括了Graphics Test和CPU Test两个测试部分，它们各自带有两个测试场景，其中Graphic Test包括Jane Nash、New Calico，主要针对显卡的3D图形渲染性能。而CPU Test就包括AI和Physics两个部分，分别测试处理器的AI运算和物理加速性能，在现在的游戏发展中，除了图形3D性能以外AI和物理运算都是游戏中极其重要的部分，在新的3DMark中对这四项目都进行了测试，无疑更能反映整个平台的游戏性能。
对多线程支持良好的3DMARK VANTAGE，带有SMT的Core i7表现很抢眼，提升达50%。 《使命召唤4》测试：
游戏所有特效开至游戏能够支持的最高级别，同时关闭垂直同步，分辨率为1024x768 0AA/0AF。我们选择了大雨滂沱的快乐歌运输号，在直升机至船上的那段场景，用Fraps记下平均帧数。
在此游戏测试中，Core i7表现不理想，SMT同步多线程反而使测试成绩下降了。即使如此，关闭SMT后成绩还是比不上Core 2。 《半条命2：第二章》测试：
游戏所有特效开到最高，分辨率设置为1024x768 0AA/0AF。我们选择了崖边的场景，测试过程中，我们跑到崖边等待游戏画面的闪光至震荡完毕，用FRAPS记录平均帧数。
HL2的引擎已非常成熟，但仍不支持多核处理器，开启与关闭SMT的Core i7成绩相当。 《冲突世界》测试：
画面选项设定为非常高（DX10），分辨率为1024x768 0AA/0AF，以自带BenchMark工具测试。
在此游戏测试中，关闭SMT后成绩更高。 《英雄连》测试：
画质设定：Shadow Quality设置为DirecetX 10模式、全部特效都开启至最高，分辨率为1024x768 0AA/0AF。
在英雄连的测试中，关闭SMT后的Core i7同样能获得一点性能的提升。 小结：在游戏测试中，开启SMT同步多线程后，对评测成绩有一定的影响，更多游戏是关闭SMT后成绩更高。当然这点FPS的差别在游戏中差别不大，当开高分辨率和高特效下进行游戏时，更多的是体现显卡性能。因此SMT对游戏性能的影响可以忽略。 11 功耗对比评测 由于CPU单独的功耗，目前还没有很好的方法能测出。因此功耗测试部分我们进行的是整个平台的功耗测试，通过对比来考察Core i7 940（三通道）和Core 2 QX9770平台空载/满载的功耗差距。我们选取的软件是CINEBENCH R10，用多CPU模式进行渲染，使多核CPU能尽量满载。（空载测试均开启Intel的EIST节能技术）
Core i7改进的节能技术使其表现更佳，在空载的情况下，比Core 2 QX9770要省电。在满载时也仅比QX9770高出6W，通过这两次对Core i7的对比评测可知，Core i7 2.93G在多数测试项目能打败了上代旗舰Core 2 QX9770，尤其是多线程的测试，表明Core i7相比Core 2 Quad有着更为出色的能耗比（每瓦特性能）。 12 PConline评测室总结
从评测结果总结： Core i7其中的两大新技术带来了多少性能提升，本次评测给了一个很好的答案。在内存测试方面，三通道并没有给我们带来很大的性能提升，更多的情况是和双通道性能相当。当然，从内存理论性能测试上看，集成内存控制器+双通道的内存性能已经是上代QX9770的两倍了，三通道技术只是锦上添花而已。相信要等更高带宽的Core i7处理器和新版本软件，才能发挥出三通道的真正威力。 SMT同步多线程测试带来的性能提升，和Intel官方的说法基本吻合，支持多线程的软件性能提升20%左右，它使Core i7的多线程处理能力达到一个前所未有的高度。但是和当年Pentium 4开启超线程的情况类似，SMT目前还是一把双刃剑，部分软件和SMT仍存在兼容性问题，使性能严重下降，相信新版本软件会解决这个问题。而游戏方面，虽然SMT对游戏的FPS有一点影响，但从评测结果可以知，这点FPS下降根本不影响游戏的流畅度，随着分辨率的提高，这点差距将会逐渐消失，更多的是考验显卡性能。综上所得，SMT明显是利远大于弊。 能耗比方面，Core i7比Core 2 Quad要好不少，每瓦特性能，Intel从Core 2开始就提出的设计理念，同时这是未来CPU发展的方向。 未来市场预测： Core i7引入的三通道技术，虽然并未带来很大的性能提升，但无疑是一个很好的卖点，内存厂商也会很高兴，因为追求高性能的用户不得不多购买一条内存。但对广大老百姓而言，三通道还是可望不可及的技术，虽然Core i7在今年11月正式发布，但平民化还有相当长的时间，明年针对主流用户的是Lynnfield处理器，接口为LGA 1160，仅提供双通道的支持。接下来我们等待零售版Core i7和对手AMD的45nm Deneb推出，AMD新工艺带来更高的频率，两大新处理器的推出，肯定会改变当前CPU格局，它们的交锋非常值得期待。消费者必能从中受益，能购买更廉价的高性能处理器。 关于Core i7的真实性能，通过这两次的详细测试，相信大家也有一定了解，在零售版推出后，我们PConline评测室也会第一时间进行评测，请大家密切留意。 |
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2008-10-09 09:28
出处：PConline原创
责任编辑：fanjunhui
