Inteli7

Inteli7

英特爾推出的CPU
酷睿i7是由Intel(英特爾公司)生産的面向高端用戶的CPU家族标識,包含Bloomfield(2008年)、Lynnfield(2009年)、Clarksfield(2009年)、Arrandale(2010年)、Gulftown(2010年)、Sandy Bridge(2011年)、Ivy Bridge(2012年)、Haswell(2013年)等多款子系列。
  • 中文名:英特爾酷睿I7處理器
  • 外文名:Intel core I7
  • 所屬品牌:
  • 産品類型:
  • 類别:電腦硬件
  • 生産廠商:英特爾公司

綜述

Intel官方正式确認,基于全新Nehalem架構的新一代桌面處理器将沿用“Core”(酷睿)名稱,命名為“Intel Core i7”系列,至尊版的名稱是“Intel Core i7 Extreme”系列。Nehalem曾經是Pentium 4 3.06GHz版本的代号。Core i7的名稱并沒有特别的含義,Intel表示取i7此名的原因隻是聽起來悅耳,“i”的意思是智能(intelligence的首字母),而7則沒有特别的意思,更不是指第7代産品。而Core就是延續上一代Core處理器的成功,有些人會以“愛妻”昵稱之。官方的正式推出日期是2008年11月17日。早在11月3日,官方己公布相關産品的售價,網上評測亦陸續被解封。

Core i7處理器系列将不會再使用Duo或者Quad等字樣來辨别核心數量。最高級的Core i7處理器配合的芯片組是Intel X58。Core i7處理器的目标是提升高性能計算和虛拟化性能。所以在電腦遊戲方面,它的效能提升幅度有限。另外,在64位模式下可以啟動宏融合模式,上一代的Core處理器隻支持32位模式下的宏融合。該技術可合并某些X86指令成單一指令,加快計算周期。

Core i7于2010年發表32納米制程的産品,Intel表示,代号Gulftown的i7将擁有六個實體核心,同樣支持超線程技術,并向下支持X58性價比。

英特爾首先會發布三款Intel Core i7處理器,主頻分别為3.2GHz、2.93GHz和2.66GHz。主頻為3.2GHz的屬于Intel Core i7 Extreme,處理器售價為999美元,當然這款頂級處理器面向的是高端消費者。而頻率較低的2.66GHz的定價為284美元,約合1940元人民币,面向的是入門級用戶。Intel于2008年11月18日發布了三款Core i7處理器,分别為Core i7 920、Core i7 940和Core i7 965。

而從英特爾技術峰會2008(IDF2008)上英特爾展示的情況來看,core i7的能力在core2 extreme qx9770(3.2GHz)的三倍左右。IDF上,intel工作人員使用一顆core i7 3.2GHz處理器演示了CineBench R10多線程渲染,結果很驚人。渲染開始後,四顆核心的八個線程同時開始工作,僅僅19秒鐘後完整的畫面就呈現于屏幕上,得分超過45800。相比之下,core2 extreme qx9770(3.2GHz)隻能得到12000分左右,超頻到4.0GHz才勉強超過15000分,不到core i7的3分之一。core i7的超強實力由此可見一斑。

第四代Corei7将于2013的Q3發布。Core i7 49XX系列是屬于Ivy Bridge-E,不屬于Haswell。詳情請見Haswell。

2018年1月,AnandTech曝光了英特爾超頻網頁上一款名叫酷睿i7-8809G 的處理器,其采用了四核/八線程的設計,主頻為 3.1GHz 。

新特性

1.基于Intel Core微架構

六核心至尊版i7

2.2-8顆核心。

3.内置三通道DDR3内存控制器。

4.每顆核心獨享256KB二級緩存。

5.8MB共享三級緩存。

6.SSE4.2指令集(七條新指令)。

7.超線程技術。

8.Turbo mode(自動超頻)。

9.微架構優化(支持64-bit模式的宏融合,提高環形數據流監測器性能,六個數據發射端口等等)

10.提升預判單元性能,增加第二組分支照準緩存。

11.第二組512路的TLB。

12.對于非整的SSE指令提升性能。

13.提升虛拟機性能(根據Intel官方數據顯示,Nehalem相對65nm Core2在雙程虛拟潛伏上有60%的提升,而相

對45nm Core 2産品提升了20%)

14.新的QPI總線。

15.新的能源管理單元。

16.45nm制程,32nm制程産品随後上線,代号Westmere。

17.新的1366針腳接口。

Nehalem相當于65nm産品有着如下幾個最重要的新增功能。

1.SSE4.1指令集(47個新SSE指令)。

2.深層休眠技術(C6級休眠,隻在移動芯片上使用)。

3.加強型Intel動态加速技術(隻在移動芯片上使用)。

4.快速Radix-16分頻器和Super Shuffle engine,加強FPU性能

5.加強型虛拟技術,虛拟機之間交互性能提升25%-75%。

Nehalem的核心部分比Core微架構改進了以下部分:

Cache設計:采用三級全内含式Cache設計,L1的設計與Core微架構一樣;L2采用超低延遲的設計,每個核心各擁有256KB的L2Cache;L3則是采用共享式設計,被片上所有核心共享使用。

集成了内存控制器(IMC):内存控制器從北橋芯片組上轉移到CPU片上,支持三通道DDR3内存,内存讀取延遲大幅減少,内存帶寬則大幅提升,最多可達三倍。

快速通道互聯(QPI):取代前端總線(FSB)的一種點到點連接技術,20位寬的QPI連接其帶寬可達驚人的每秒25.6GB,遠超過原來的FSB。QPI最初能夠發放異彩的是支持多個處理器的服務器平台,QPI可以用于多處理器之間的互聯。

Nehalem的核心部分比Core微架構新增加的功能主要有以下幾方面:

New SSE4.2 Instructions(新增加SSE4.2指令)

Turbo Mode (内核加速模式)

Improved Lock Support(改進的鎖定支持)

Additional Caching Hierarchy(新的緩存層次體系)

Deeper Buffers(更深的緩沖)

improved Loop Streaming(改進的循環流)

Simultaneous Multi-Threading(同步多線程)

Faster Virtualization(更快的虛拟化)

Better Branch Prediction(更好的分支預測)

Core i7的改進:原生四核+全新緩存設計

我們知道,Core 2 Quad系列四核處理器其實是把兩個Core 2 Duo處理器封裝在一起,并非原生的四核設計,通過狹窄的前端總線FSB來通信,這樣的缺點是數據延遲問題比較嚴重,性能并不盡如人意。Core i7則采用了原生四核設計,采用先進的QPI(QuickPath Interconnect,下面将進行介紹)總線進行通訊,傳輸速度是FSB的5倍。緩存方面也采用了三級内含式Cache設計,L1的設計和Core微架構一樣;L2采用超低延遲的設計,每個内核256KB(256x4 KB);L3采用共享式設計,被片上所有内核共享,容量為8MB。

Core i7的改進:采用全新QPI總線

Core i7的Nehalem架構最大的改進在前端總線(FSB)上,傳統的并行傳輸方式被徹底廢棄,轉而采用基于PCI Express串行點對點傳輸技術的通用系統接口(CSI),被Intel稱為QuickPath。QuickPath的傳輸速率為6.4Gbps,這樣一條32bit的QuickPath帶寬就能達到25.6GB/sec。QuickPath的傳輸速率是FSB 1333MHz的5倍,前者雖然數據位寬較窄,但傳輸帶寬仍然是後者的2.5倍。由于分别用于雙處理器和單處理平台,Gainestown有兩條QuickPath,而Bloomfield僅有一條。不難看出,在AMD推出HyperTransport高速串行總線,并逐漸在高性能運算領域建立優勢之後,Intel也迎頭趕上。若幹年前,關于串行傳輸将一統天下的預言已經變成了現實,我們所要等待的是串行内存何時重返市場。

Core i7的改進:集成内存控制器

内存控制器相信大家不會感到陌生,競争對手AMD早在K8時代CPU已經集成了内存控制器,能大幅提升内存性能,而Intel方面則表示由于時機還不合适,因此沒有在Core2中使用,現在最新的Core i7終于擁有集成内存控制器IMC(Integrated Memory Controller),可以支持三通道的DDR3内存,運行在DDR3-1333,内存位寬從128位提升到192位,這樣總共的峰值帶寬就可以達到32GB/s,達到了Core 2的2-4倍。處理器采用了集成内存控制器後,它就能直接與物理存儲器陣列相連接,從而極大程度上減少了内存延遲的現象。

Core i7的改進:同步多線程技術

原生四核Core i7有八個邏輯内核超線程技術(Hyper-Threading),最早出現在130nm的Pentium 4上,超線程技術就是利用特殊的硬件指令,把兩個邏輯内核模拟成兩個物理芯片,讓單個處理器都能使用線程級并行計算,進而兼容多線程操作系統和軟件,減少了CPU的閑置時間,提高的CPU的運行效率。超線程技術使得Pentium 4單核CPU也擁有較出色的多任務性能,現在通過改進後的超線程技術再次回歸到Core i7處理器上,新命名為同步多線程技術(Simultaneous Multi-Threading,SMT)。

同步多線程(Simultaneous Multi-Threading,SMT)是2-way的,每核心可以同時執行2個線程。對于執行引擎來說,在多線程任務的情況下,就可以掩蓋單個線程的延遲。SMT功能的好處是隻需要消耗很小的核心面積代價,就可以在多任務的情況下提供顯著的性能提升,比起完全再添加一個物理核心來說要劃算得多。比起Pentium 4的超線程技術(Hyper-Threading),Core i7的優勢是有更大的緩存和更大的内存帶寬,這樣就更能夠有效的發揮多線程的作用。按照INTEL的說法,Nehalem的SMT可以在增加很少能耗的情況下,讓性能提升20-30%。

為什麼Core 2沒有使用SMT?很顯然,它是可以做到的。SMT是在節省電力的基礎上增加了性能,而且軟件支持的基礎建設也早就有了。有2個可能的原因:一是Core 2可能沒有足夠的内存帶寬和CPU内部帶寬來利用SMT獲得優勢。通常,SMT能夠提升内存級并行(memory level parallelism,MLP),但是對于内存帶寬已經成為瓶頸的系統則是個麻煩。而更有可能的原因則是SMT的設計、生效等是很麻煩的,而當初設計SMT是由INTEL的Hillsboro小組主持,而并非是Haifa小組(Core 2是由這個小組負責的)。這樣Core 2不使用SMT就避免了冒險。

Core i7的改進:自動超頻,核心加速

Turbo Mode,故名思義,就是加速模式,它是基于Nehalem架構的電源管理技術,通過分析當前CPU的負載情況,智能地完全關閉一些用不上的核心,把能源留給正在使用的核心,并使它們運行在更高的頻率,進一步提升性能;相反,需要多個核心時,動态開啟相應的核心,智能調整頻率。這樣,在不影響CPU的TDP情況下,能把核心工作頻率調得更高。

舉個簡單的例子,如果遊戲隻用到一個核心,Turbo Mode就會把其他三個核心自動關閉,把正在運行遊戲的那個核心的頻率提高,也就是自動超頻,在不浪費能源的情況下獲得更好的性能。Core 2時代,即使是運行隻支持單核的程序,其他核心仍會全速運行,得不到性能提升的同時,也造成了能源的浪費。

Turbo Boost默認是開啟的,通過自動調高CPU的倍頻提高性能。在Intel原廠x58主闆上,低負載時默認調高1-2個倍頻。例如Core i7 920默認頻率為2.66G,在Turbo Boost默認是開啟的情況下,運行Super PI是以單核2.8G來跑,這樣單線程性能也就得到提升。

超頻愛好者也許會想到,Turbo Mode自動提升的那個頻率可以手動調整嗎?如果可以,不就能利用它進行超頻嗎?答案是可以的,隻要是Exterme Edition CPU,就可以手動調整,好好利用,新的超頻方式從此誕生。

Core i7的改進:完整SSE4指令支持

完整的SSE 4(Streaming SIMD Extensions 4,流式單指令多數據流擴張)指令集共包含54條指令,其中的47條指令已在45nm的Core 2上實現,稱為SSE 4.1。SSE 4.1指令的引入,進一步增強了CPU在視頻編碼/解碼、圖形處理以及遊戲等多媒體應用上的性能。其餘的7條指令在Core i7中也得以實現了,稱為SSE 4.2。SSE 4.2是對SSE 4.1的補充,主要針對的是對XML文本的字符串操作、存儲校驗CRC32的處理等。

Intel官方正式确認,基于全新Nehalem架構的下一代桌面處理器将沿用“Core”(酷睿)名稱,命名為“IntelCorei7”系列,至尊版的名稱是“IntelCorei7Extreme”系列。而同架構服務器處理器将繼續延用“Xeon”名稱。至于為什麼是“I7”,而不是大多數人認為的“Core3”,Intel方面還沒給出詳細的解釋,估計意思是Intel的第七代處理器,但2000年推出NetBrust架構的Pentium4處理器應該是屬于第七代産品的,真正解釋還是等Intel的回答吧。

IntelCorei7是一款45nm原生四核處理器,處理器擁有8MB三級緩存,支持三通道DDR3内存。處理器采用LGA1366針腳設計,支持第二代超線程技術,也就是處理器能以八線程運行。根據網上流傳的測試,同頻Corei7比Core2Quad性能要高出很多。

綜合之前的資料來看,英特爾首先會發布三款IntelCorei7處理器,頻率分别為3.2GHz、2.93GHz和2.66GHz,主頻為3.2GHz的屬于IntelCorei7Extreme,處理器售價為999美元,當然這款頂級處理器面向的是發燒級用戶。而頻率較低的2.66GHz的定價為284美元,約合1940元人民币,面向的是普通消費者。全新一代Corei7處理器将于今年第四季度推出。

而從英特爾技術峰會2008(IDF2008)上英特爾展示的情況來看,corei7的能力在core2extremeqx9770(3.2GHz)的三倍左右。IDF上,intel工作人員使用一顆corei73.2GHz處理器演示了CineBenchR10多線程渲染,結果很驚人。渲染開始後,四顆核心的八個線程同時開始工作,僅僅19秒鐘後完整的畫面就呈現在了屏幕上,得分超過45800。相比之下,core2extremeqx97703.2GHz隻能得到12000分左右,超頻到4.0GHz才勉強超過15000分,不到corei7的3分之一。corei7的超強實力由此可窺見一斑。

全新微架構,性能大幅提升

IntelCorei7處理器将開啟一個新的時代Corei7是Intel采用全新Nehalem微架構的處理器産品,與上一代産品酷睿2相比有諸多改進,其中最重要的變化體現在以下幾個方面:第一,Corei7是Intel第一款原生4核處理器,并支持超線程技術;第二,采用了全新的LGA1366接口;第三,引入了QPI(快車直接通道)總線技術,同時還在CPU内部集成了三通道DDR3内存控制器。

除此之外,Corei7還支持“TurboboostTechnology”自動超頻、SSE4.2指令集、電源管理等值得關注的新技術。比如“PowerGate”(電源栅極),可以獨立控制單個核心的開關、加快核心喚醒速度,大大降低漏電率和金屬層電阻,而且模闆化的設計使得核心、内存控制器、輸入輸出模塊都運行在獨立的電壓和頻率上,另外對操作系統也是透明的。在能源環保問題愈加受到重視的今天,Intel把“節能”放到了非常重要的位置,高端産品也不不例外。

在性能方面Corei7的表現可謂不負衆望,Intel宣稱,Corei7在SPECint_base_rate2006基準測試中獲得了史無前例的117分,同時也是第一次有單處理器的成績突破百分大關,所以Intel驕傲地稱Corei7是“地球上最快的處理器”。根據我們的評測結果,新的頂級型号Corei7965Extreme(至尊版)與上一代旗艦産品Core2ExtremeQX9770相比,可以帶來全方位的性能飛躍,比如3DmarkVantage物理和AI(人工隻能)測試提高44%~55%、圖像渲染速度提升25%、遊戲與視頻開放提升20%~60%、視頻編輯提升30%~80%、3D遊戲提升5%~35%等等。

Intel Corei7目前定位前端市場

與2006年推出酷睿微架構處理器的情況有所不同,Intel這次似乎并不打算讓Corei7迅速占領市場主流位置。由于采用了45nm制程的酷睿2處理器在市場中還顯得遊刃有餘,尚未面臨強大的競争壓力,Intel目前隻是把Corei7作為高端市場的戰略武器。

首批發售的三款Corei7分别為頻率2.66GHz的Corei7920、2.93GHz的Corei7940和3.2GHz的頂級型号Corei7965Extreme,價格分别為284美元、562美元與999美元,可以看出Corei7的上市還是挺高的,尤其是對于中國消費者來說不易接受,在今年内應該還難以進入主流市場。

Corei7平台需要的主闆和内存也是兩個很大的開銷。目前一線X58主闆的價格在2500元以上,2GB的DDR3内存在500元以上,如果要組建三通道内存,那麼處理器、主闆、内存三大件就要花掉6000多元,比組建一台萬完整的基于酷睿2主流配置的電腦還貴。據主闆廠商透露,Intel正在考慮将LGA775接口平台的生命周期延長到2011年,并逐步将它轉入低端入門級市場,這意味着在未來三年内,LGA775都不會被淘汰,而是與Corei7平台共存于市。

就在不久前,AMD推出了自家的45nm處理器——“上海”,主要針對服務器市場,即将上市的45nm四核羿龍将成為AMD新一代高端家用處理器。這的一提的是,即使是最高端的45nm四核羿龍,其售價也應該維持在1500元左右,加上配套的主闆與内存,不會超過3000元。在這個價格範圍内,Intel酷睿2雙核、四核處理器與配套主闆都非常完善,性能也與AMD各有所長,暫不需要援兵。也就是說,在Corei7平台,未來一段時期将沒有AMD對應的産品與它進行正面的競争。

回叙正是這個原因,Intel對酷睿2的能力充滿信心,将Corei7與X58的價格都頂得很高,這與之前的酷睿2、P35與P45上市時的定價規則有很大區别。平台在短期内更像是具有象征意義的前瞻性産品,比如整合内存處理器(未來部分規格産品還會整合圖形核心),傳統意義上的北橋将逐漸淡化,甚至消失。對于用戶和玩家來說,從Corei7開始,個人電腦的集成度将進一步提高,節能與輕巧的趨勢将愈加明顯。

要讓Corei7、X58與DDR3被普通大衆用戶接受,保守估計至少還需要半年的過度時間,在這段時間,Intel和AMD之間45nm處理器的對決将是市場的主旋律。

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