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[求助] INTEL的I系列处理器到底是什么个技术啊?

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在酷睿2大获成功的基础上,Intel基于Core 2系列优秀的运算核心,大刀阔斧的改良了CPU架构,从而诞生了全新的Core i系列处理器。Core i首次整合了内存控制器、抛弃了老迈的FSB启用高速的QPI总线、加入大容量共享式三级缓存,在技术和架构方面以后来者居上的姿态全面压制AMD Phenom II系列产品,性能方面更是遥遥领先!
一、Bloomfield核心:Core i7 9XX



    i7 9XX系列处理器是基于Nehalem架构的首款产品,核心研发代号是Bloomfield,采用了45nm工艺制造,是原生四核心设计,集众多先进技术于一身:

1. 超线程技术回归,四核八线程大幅提升CPU的多任务和多线程计算能力;

2. 整合三通道DDR3内存控制器,带宽大幅提升、延迟大大下降,从此内存不再是瓶颈;

3. QPI总线取代FSB总线,用以连接北桥芯片,Core 2架构最大的瓶颈被消除;

4. 采用大容量共享式三级缓存设计,较少数据等待延迟,多核应用效率提升。

★ 配套芯片组X58+ICH10R,接口类型LGA1366

    与之搭配的芯片组,只有X58这一款。X58芯片组为传统的南北桥设计,北桥通过QPI总线与CPU相连,内部整合了36条PCI-E 2.0通道,可以灵活的分配为两条x16或者四条x8插槽,供多显卡使用。
而南桥方面使用的依然是P45芯片组当中的ICH10R,通过DMI总线与北桥相连。

★ Bloomfield核心Core i7 9XX系列CPU的特点总结:

    四核八线程、三通道内存还有可以支持多显卡互联的X58芯片组,这些就是Bloomfield核心Core i7 9XX系列CPU的主要特点。

    三通道内存带来的不仅是很高的内存带宽,更重要的是六条插槽全插满的话,可以支持最大12/24GB的海量内存容量,这对有特殊需求的用户很有吸引力。

    X58北桥是目前整合了最多PCI-E 2.0通道的芯片组,对于需要强大游戏性能或者通用计算性能的用户来说,自然是插越多显卡越好,因此X58是这类用户的不二之选。

    总的来说,i7 9XX搭配X58,是Intel为追求顶级性能玩家提供的终极选择,虽然它无论CPU主板还是内存都价值不菲,而且功耗很大,但除此之外别无它选。


二、Lynnfield核心:Core i7 8XX和i5 7XX



    Bloomfield核心的Core i7 9XX系列虽然性能强大、功能完备,但由于X58主板和三条内存成本太高,难以普及。于是Intel准备推出简化版的Lynnfield核心,这就是Core i78XX和i5 7XX系列。

    Lynnfield相比Bloomfield,在处理器内核部分几乎没有任何改动,同样是45nm工艺、原生四核心设计、支持超线程(仅限i7)、三级缓存容量也保持8MB,它也整合了内存控制器和QPI总线,但删去了一条内存通道,成为主流的双通道设计,QPI总线也删去了一条,仅保留一条。

    事实上,对于大多数普通用户来说,三通道内存的带宽过剩,因此删去一条之后,性能并没有多少损失。另外Bloomfield内置的两条QPI总线是给多CPU互联之用,而在民用市场基本完全闲置,只有一条QPI总线用来连接北桥,因此删掉一条没有任何影响。



    Bloomfield已经整合了传统北桥最重要的功能——内存控制器,所以X58北桥当中就只剩下了PCI-E控制器。Lynnfield核心由于定位较低一些,考虑到大多数主流用户并不需要多显卡互联,因此Intel索性将北桥当中剩余的模块——PCI-E控制器简化之后(只有16条通道),全都整合在了CPU当中。

    正因为整合了PCI-E控制器的关系,Lynnfield的晶体管数以及核心面积都要比Bloomfield大,所以Core i7 8XX处理器的售价比相近频率的Core i7 9XX还要贵。好在P55主板要比X58便宜,而且双通道内存显然比三通道便宜,另外不支持超线程技术的i57XX售价还算厚道,因此很受欢迎。

★ 配套芯片组P55,接口类型LGA1156

    通过Intel官方Lynnfield核心示意图来看,处理器与芯片组之间居然没有使用QPI、而是通过DMI总线相连。要知道QPI总线带宽高达25GB/s,而DMI仅有2GB/s。

    事实上在Lynnfield核心内部,除了整合了内存控制器外,Intel连PCI-E控制器也整合了进去(因此上图显卡直接与CPU相连),这就相当于整颗北桥都被CPU吃掉了,连接CPU与北桥的QPI总线自然也不会幸免。如此一来,CPU将直接与“南桥”相连,他们之间的总线叫做DMI。

    也就是说,Lynnfield内部还是整合了QPI总线的,虽然只有一条,这一条QPI总线用以连接CPU核心部分与PCI-E控制器部分。Bloomfield核心的QPI总线频率可以随便超,而Lynnfield核心的QPI被锁定,其实没有任何关系,因为QPI的唯一用途就是连接北桥,内存走的是直连通道已经不经过QPI总线了,因此超频QPI不会有什么性能提升。

P55是单芯片设计的芯片组,其本质上就是一颗南桥,功能和ICH10R没有太大区别,既不支持SATA3.0也不支持USB3.0,而且南桥中的PCI-E通道是落后的1.0版本。要知道Lynnfield核心内部整合的PCI-E 2.0通道只有16条,只能满足单显卡或者双显卡的需要,此时如果用户有需要使用高速的扩展设备(比如USB3.0扩展卡)的话,P55南桥提供的PCI-E 1.0接口就成为了最大瓶颈。

    为了缓解这一瓶颈,一线主板厂商不得不整合第三方PCI-E桥接芯片,将P55当中的多条PCI-E 1.0通道组合起来使用,这种方法让主板成本增加不少。

★ Lynnfield核心Core i7 8XX和i5 7XX系列CPU的特点总结:

    在CPU核心部分,Lynnfield与Bloomfield可以说没有任何区别,它最大的特点就是外围模块:双通道DDR3内存、整合PCI-E控制器,只支持双x8带宽的双卡互联。

    i7 8XX和i5 7XX的唯一区别是超线程,i5被人为的屏蔽了HT功能,四核心四线程,并行计算性能损失不少,但单核效能不变,因此非常适合游戏玩家。

    由于CPU整合了整颗北桥的关系,P55芯片组其实就是一颗南桥芯片,再加上少了一条内存通道,因此Lynnfield+P55平台的整体功耗要比Bloomfield+X58平台低很多。

    整套平台成本较低、加上超低的功耗和发热,Lynnfield+P55平台成为了主流中高端玩家最喜爱的配置。


三、Clarkdale核心:Core i5 6XX和i3 5XX



    显然,四核心的Lynnfield还不够亲民,主流市场依然是双核心的天下,所以双核心的Clarkdale诞生了,这颗核心也拥有很多亮点:首次使用32nm工艺、首次整合GPU,但其架构非常特殊,不同于之前的任何一款产品。

    Clarkdale核心包括CPU和GPU两个部分,CPU部分使用了新一代32nm工艺制造,是双核心四线程设计;GPU部分就是传统意义上的北桥,为45nm工艺制造,内含双通道DDR3内存控制器、PCI-E控制器和集成显卡。

    CPU部分和GPU部分是各自独立的,微观上通过QPI总线相连,宏观上被封装在了一起,接口是与Lynnfield相同的LGA1156。整体上来看Clarkdale不仅整合了内存控制器和PCI-E控制器,还整合了显示核心,看似更加先进。

实际上它的这种架构与Core 2时代的G45没有本质区别,只不过G45的北桥(GPU)在主板上,而Clarkdale的北桥被转移到了CPU内部。也就是说,Clarkdale的内存控制器并没有被真正整合在CPU核心内部,而是在北桥当中,需要透过QPI总线传输数据,这与Bloomfield/Lynnfield直连的内存控制器有本质区别,这样做的结果导致Clarkdale的内存带宽和延迟相比Core 2提升不大——显然,这不是整合内存控制器产品应有的性能表现。

    而且QPI带宽仅仅能够满足双通道DDR3-1333内存带宽的要求,没有富裕的带宽用来传输CPU和GPU之间还有其它设备的数据,因此以往Core 2平台上的FSB瓶颈依然存在。表面上看,Clarkdale什么都整合了,可实际上,它什么都没有整合。

    在CPU部分,Intel将新一代32nm工艺的处理器核心架构命名为Westmere,Westmere架构相比Nehalem架构其实并没有多少改进,唯一的变化就是提供了7组新指令集的支持,分别是6组AES指令集和1组Carryless multiply指令,主要用于加密、解密运算。

    Clarkdale的CPU部分为双核心四线程设计,一、二级缓存没有变化,但三级缓存减少至4MB,显然双核心不需要像四核心那样超大容量的L3。减少L3的好处就是节约大量晶体管,成本和功耗发热都得到了很好的控制。

★ 配套芯片组H55,接口LGA1156

    由于都采用了LGA1156接口,Lynnfield和Clarkdale是可以共用芯片组的,但如果想要使用Clarkdale内置的集成显卡的话,就必须使用H55芯片组,因为只有H55才支持FDI通道,用来输出显示信号:
所以,H55和P55最大的区别就是能否支持FDI,其它南桥功能上的删减都是无关紧要的。

    另外,Lynnfield和Clarkdale内置的PCI-E 2.0通道虽然都是16条,但Lynnfield可以被拆分为两个x8通道支持双卡互联,而Clarkdale不能被拆分只能支持单个独立显卡。

    如此一来,Clarkdale处理器搭配P55主板的话,即便主板提供了两条PCI-E插槽也不能支持双卡互联,而且内置显卡无法使用。因此Clarkdale的最佳搭档还是H55。

★ Clarkdale核心Core i5 6XX和i3 5XX系列CPU的特点总结:

    由于Clarkdale核心的内存控制器、集成显卡、PCI-E控制器都在北桥里面,CPU与北桥虽然被封装在了一起,而且使用了新一代的QPI总线,但是瓶颈依然存在,导致内存性能和GPU性能并不理想(但相比上代Core 2平台改进还是很明显的)。

    不过,由于CPU部分使用了32nm工艺,北桥部分使用了45nm工艺(AMD的北桥还是65nm/55nm),因此Clarkdale搭配H55平台的整体功耗再创新低。而且由于CPU和北桥被封装在了一起,散热问题更容易解决,所以Clarkdale+H55成为了HTPC用户和入门级用户的最爱。

    Clarkdale核心目前有Core i5 6XX和i3 5XX两个产品线,它们之间最主要的区别就是i5支持睿频智能加速技术,默认频率较高而且可以自动超频,而i3默认频率较低且不支持睿频,但超线程技术得以保留。当然两者的价格也差很多,总的来说i3性价比超高,而i5比较鸡肋。

    此外Clarkdale核心还有一款尚未正式发布但已经开卖的产品,就是Pentium G6950,该产品默认频率更低、超线程技术被屏蔽、三级缓存减至3MB,由于功能和规格删减较多,而价格并没有便宜太多,实际性价比其实不如i3。


四、Gulftown核心:Core i7 980X



★ 32nm工艺6核12线程的Core i7 980X

    2010年3月,Intel在32nm工艺成熟之后,在45nm Bloomfield核心基础上进行了改进,由此诞生了代号为Gulftown的六核心处理器:


    代号为Gulftown的六核心处理器在架构上其实与Bloomfield完全相同,但由于该处理器使用了32nm制造工艺,而且与Clarkdale一样支持AES加密/解密指令集,因此Intel将其归类到了Westmere架构里面。


    Gulftown相比Bloomfield,得益于32nm先进工艺,Intel可以在CPU内部植入更多的晶体管,最终结果就是核心多了两颗,三级缓存由8MB升级为12MB,其它架构和技术方面没有任何变化(唯一的改进就是加入了AES加密指令),配套芯片组依然是X58,老主板只要更新BIOS内CPU代码就能支持。

可以看出,Gulftown在晶体管数大增的同时,核心面积反而有所较少,32nm工艺的威力可见一般。Gulftown目前只有Core i7 980X这一个型号,今后Intel将会发布倍频较低并且锁定倍频的主流版本。

    由于Gulftown在架构方面与Bloomfield几乎没有差别,只是改进工艺扩充规模的产物,因此Intel将其依然命名为Core i7 9XX系列。

★ Gulftown核心Core i7 980X的特点总结:

    Gulftown与Bloomfield的区别,自然就是它最大的特点:32nm工艺带来的低功耗发热、更高的超频潜力、6核心12线程的恐怖实力、还有12MB三级缓存带来的更高效能,这些都是让玩家们心动不已的卖点。

    i7 980X定价实在太高,非普通人可以接受,据悉低频率、锁倍频版本的六核版本正在酝酿之中,值得期待。
网上找的,你看看,我用的就是i7 930,呵呵。

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