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再统治AMD五年! Intel Core i7 全球首测

来源：太平洋电脑网作者：陈晨 2008-09-25/10:46

正文

1 前言

2006年7月，Intel正式发布了酷睿2/Core 2处理器，放弃了沿用了十多年的Pentium品牌，将其退居二线，并承诺每两年更新一次CPU微架构。得益于先进的Core架构，使得Core 2系列拥有强大的性能与更好的能耗比，在过去两年风光无限，一直处于领先水平。两年之后的今天，我们可以从Intel最新的路线图中看到新一代处理器即将发布，那就是Core i7。

Core i7是一款基于全新Nehalem架构的CPU，采用全新的LGA 1366接口，集体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。Nehalem是Intel即 Core架构之后又一款具有划时代意义的微架构。

Intel Roadmap
Core i7第四季度正式推出

距离Core i7发布还有一到两个月时间，相信很多网友已经迫不及待想知到这款采用全新架构处理器的性能。我们通过神秘渠道，第一时间拿到Core i7的工程样板，并为大家送上详细的评测。

Core i7
从神秘渠道拿到Core i7 940工程样板（图右）

究竟Core i7相比Core 2有那些改进？相比Core 2性能有多大的提升？AMD方面又将会如何招架呢？马上进入本期的Core i7详细评测试，首先给大家讲解一下Core i7的新技术。

第1页：前言
 第2页：从Core 2到Core i7的变化
 第3页：Core i7的改进：原生四核+三级缓存
 第4页：Core i7的改进：采用全新QPI总线
第5页：Core i7的改进：集成内存控制器
 第6页：Core i7的改进：超线程技术回归
 第7页：Core i7处理器精彩图赏
 第8页：Intel原厂X58主板精彩图赏（一）
第9页：Intel原厂X58主板精彩图赏（二）
第10页：评测平台及评测说明
 第11页：Core i7在CPU-Z中的详细信息
 第12页：CPU实际性能评测
 第13页：CPU多媒体性能评测
 第14页：3D理论性能评测
 第15页：DX9游戏性能评测
 第16页：DX10游戏性能评测
 第17页：评测总结

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2 从Core 2到Core i7的变化

Core 2 Core i7
从Core 2到Core i7

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）
Turbo Mode （内核加速模式）
Improved Lock Support （改进的锁定支持）
Additional Caching Hierarchy （新的缓存层次体系）
Deeper Buffers （更深的缓冲）
Improved Loop Streaming （改进的循环流）
Simultaneous Multi-Threading （同步多线程）
Faster Virtualization （更快的虚拟化）
Better Branch Prediction （更好的分支预测）

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3 Core i7的改进：原生四核+全新缓存设计

Core i7
Core i7内核图

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。

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4 Core i7的改进：采用全新QPI总线

Nehalem

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。

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5 Core i7的改进：集成内存控制器

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字节提升到192字节，这样总共的峰值带宽就可以达到32GB/s，达到了Core 2的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。

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6 Core i7的改进：超线程技术回归

8 Thread
原生四核Core i7有八个逻辑内核

超线程技术（Hyper-Threading），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，新命名为同步多线程技术（Simultaneous Multi-Threading，SMT）。

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。

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7 Core i7处理器精彩图赏

Core i7
左图为Core 2，右图为Core i7

从图片可以看出，Core i7面积明显要Core 2大一点。缺口位置也发生改变，从Core 2的上下缺口改为左右两侧缺口。根据Intel官方资料显示，该处理器一共集成了7.31亿个晶体管。

Core i7
CPU背面

Core i7采用全新的LGA 1366接口设计，从图上可以看出，金属点更多更密集，形象为椭圆型。

Core i7
侧面看两款CPU

侧面对比两颗CPU，图中右边的Core i7稍高一点。

Core i7

Core i7
Core 2面积与Core i7的金属盖面积差不多

与Core 2不同，Core i7正面同样有很多金属点，目前还不清楚这些金属点的用途。

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8 Intel原厂X58主板精彩图赏（一）

Intel X58
Intel原厂X58主板，布局与LGA775主板大不相同了

Intel X58
全新LGA 1366底座

Intel X58
金属底座背面

Intel X58
X58北桥部分

Intel X58
支持三通道内存

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9 Intel原厂X58主板精彩图赏（二）

Intel X58
采用ICH10R南桥

Intel X58
双16X PCI-E 2.0接口，支持交火，也有机会支持SLI

Intel X58
Intel更新换代，完全放弃PS/2键盘鼠标接口

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10 评测平台及评测说明

Core 2 评测平台
CPU	Intel Core 2 QX9770（400X8=3.2G、12MB L2 Cache ） Intel Core 2 QX9770（344X8.5=2.93G、12MB L2 Cache ）
主板	华硕 X48
内存	宇瞻 DDR3-1333 1GB x 2
硬盘	希捷 7200.10 SATA 500G
显卡	GeForce GTX 260 (576/1998MHz,SP:1242MHz)

Core i7 评测平台
CPU	Intel Core i7 Extreme 940（2.93G、8MB L3 Cache ）
主板	Intel X58
内存	宇瞻 DDR3-1333 1GB x 3
硬盘	希捷 7200.10 SATA 500G
显卡	GeForce GTX 260 (576/1998MHz,SP:1242MHz)

软件平台
系统软件	Windows VISTA Ultimate SP1
驱动程序	NVIDIA显卡：ForceWare 177.98 For Vista Intel芯片组：9.0.0.1011
评测软件	System： Super PI 1.4 Everest Ultimate 4.6 TMPGEnc 4.5 WinRAR 3.71 CINEBENCH R10 Fritz Chess Benchmark 3DMark2006 Ver.110 (DirectX 9) 3DMark Vantage Ver:101 (DirectX 10) Game：(DirectX 10) World In Conflict Company Of Heroes:Opposing Fronts Devil May Cry 4 Game：(DirectX 9) Call OF Duty 4 Half Life 2 EPISODE TWO

本次全新架构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。本次送测的Core i7 Extremme 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。测试项目包括CPU实际性能测试、多媒体性能测试、内存存取速度测试、3D理论性能测试与游戏测试。

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。

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11 Core i7在CPU-Z中的详细信息

8 Thread
VISTA上，认出了8个逻辑处理器

前面提到了，由于Core i7采用了超线程技术，使得逻辑核心数翻倍，拥有更强大的多任务能力。

Core i7

这个版本的CPU-Z基本能认出Core i7的所有信息。

Core i7

留意图中的“Triple”字样，表示成功组建了三通道模式。

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12 CPU理实际性能评测

SUPER PI MOD 1.4性能测试:

SUPER PI 1.4
SUPER PI

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。

SUPER PI
（越小越好）

在SUPER PI的测试中，2.93G的Core i7表现出色，领先同样为2.93G的Core 2两秒多，领先3.2G Core 2一秒多。如果是最高端的i7 965，相信默认已迫近10秒。正式发售后，Super pi的纪录会很快被改写。

WinRAR 3.71性能测试：

WinRAR
WinRAR

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。

WinRAR

集成内存控制器与组建三通道模式后的Core i7 940表现相当出色，大幅度领先QX9770。

Fritz Chess性能测试：

Chess
Fritz Chess Benchmark

Fritz Chess Benchmark主要用于测试处理器的多线程处理能力。

CHESS

国际象棋考验的是CPU的多线程运算能力，拥有多线程的Core i7表现自然非常出色。

Everest内存性能测试：

Everest
Everest

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。

EVEREST

拥有内存控制器+三通道的Core i7再次发威，领先幅度达到100%，完全可以用震撼来形容。

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13 CPU多媒体性能评测

Cinebench R10多媒体性能测试：

CINEBENCH R10

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。

CINEBENCH R10

在CINEBENCH R10的测试上，1CPU模式时，同为2.93G的Core i7比Core 2领先200多分，落后于3.2G的Core 2。当多CPU模式测试时，Core i7的8个线程同时处理，成绩相当理想。

TMPGEnc视频转换测试：

TMPGENc 4.5

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。

TMPGENC
（越小越好）

在这款多媒体压缩软件中，Core i7发挥失常，性能甚至比不上同频的Core 2，当然不排除是CPU工程样板或软件支持度等原因。

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14 3D理论性能评测

3DMARK 06测试：

3DMark2006
3DMARK06

3DMark06的标准评测包括两个HDR评测两个SM3.0图形评测。3Dmark06还首次使用了AGEIA公司的PhysX物理引擎，用CPU模拟物理引擎计算，这是3Dmark06的一个闪亮的特色。

3DMARK06

3DMARK 06测试中，几款Core i7 940全面领先，CPU测试比同频高出600分。

3DMark Vantage测试：

3DMARK Vantage

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。

WinRAR

对多线程支持良好的3DMARK VANTAGE，Core i7表现很枪眼，CPU得分部分比Core 2提升50%。

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15 DX9游戏性能评测

《使命召唤4》测试：

测试场景

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。

COD4

在此游戏测试中，Core i7表现十分不理想，表现是三者中最差，比同频Core 2还要差不少。

《半条命2：第二章》测试：

Half Life2

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

同为DX9游戏，Core i7的表现同样相当一般，强大的内存控制器与三通道技术并没带来很带帮助，只是勉强高于同频的Core 2。

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16 DX10游戏性能评测

《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。

WIC

在此游戏测试中，Core i7终于挽回了一些面子。

《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

COH

在英雄连的测试中，Core i7表现再次失常，继续垫底。

《鬼泣4》测试：

DevilMayCry4

游戏所有特效设置为SUPER HIGH，关闭垂直同步，选取雪景测试，用FRAPS记录平均帧数。

DMC4

在鬼泣4的测试中，Core i7没有很大的出彩之处，领先幅度相当少。

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17 PConline评测室总结

Core 2 Core i7
Core i7即将取代顶级Core 2处理器

从评测性能分析：

从测试结果可以看到，集成内存控制器、支持三通道技术以及多线程技术的回归，如此多先进技术使其在不少测试项目中有着出色的表现，尤其是注重内存性能的测试部分，如WinRAR、Everest Memory Benchmark等，性能提升高达50%-100%，可谓相当惊人。而Core i7在游戏中的表现令人大失所望，性能基本几乎没有提升，而且在《使命召唤4》与《英雄连》中居然比同频率的Core 2还差不少，初步分析原因估计是与其缓存设计有关，Core 2采用大容量二级缓存，有着很高的命中率，而Core i7只有256KB X4再加三级缓存，命中率则较低。当然，不排除由于CPU还是工程样板的原因。综合来说，Core i7相比Core 2 Quad有20-30%的性能提升。

Intel Roadmap
Intel最新路线图

从市场地位分析：

Intel在今年会推出的三款Core i7处理器，分别是Core i7 920、Core i7 940和Core i7 965，面向的全是高端用户群体，最便宜的i7 920也要2000元，加上高价的X58主板和昂贵DDR3内存，想“爱妻（i7）”投入的资金还真不少，而根据Intel最新的路线图，面向千元级的 i7要到明年第三季度才会上市，因此普通用户还是观望态度吧。

预测未来发展：

Core i7还有1个多月就要正式发布，届时Core i7会正式取代目前顶级的Core 2 Quad QX9770与Q9650，对主流市场影响不大。而其对手AMD的K10.5处理器则在明年一月发布，虽然采用45nm工艺的K10.5频率上去了，性能也有了一定的提升，但要重新夺回性能皇座可能性不大。因此K10.5的主要对手仍然是Core 2，而非Core i7。纵然Core i7性能很强，但平台价钱非常昂贵，要进入平民化阶段还有相当长一段路，未来一年内，Core 2仍然是主流产品。当然，市场总是变幻莫测的，如果AMD的K10.5处理器有惊人的表现，相信又是另一翻景象...