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2009-10-15 14:13 出处:PConline原创 作者:季节 责任编辑:jijie

一、全新四核Calpella介绍:

  虽然全新的Calpella平台曾经被猜想为迅驰3平台,但是Intel已经决定淡化延续多年的迅驰品牌,将迅驰品牌主要用在无线网卡产品上,全面以“酷睿”这一处理器品牌来推广笔记本平台。全新的Calpella平台初期面向高端移动用户,处理以四核心为主,目前包括三款产品Core i7-920XM Extreme、Core i7-820QM、Core i7-720QM,主频分别为2.0GHz/1.73GHz/1.6GHz,三级缓存分别为8MB/8MB/6MB,均支持超线程和Turbo Boost加速技术,热设计功耗分别高达55W/45W/45W,集成了内存控制器的(支持DDR3-1333)。

  以上三款四核心移动处理器的官方千颗批发价分别达到了1054美元、546美元和364美元,据此可以预计初期上市的笔记本一定是高高在上的天价。新平台的芯片组则是“P55M”,代号Ibex Peak-M,规格方面与桌面上的P55大同小异,也是单芯片设计。到明年第一季度的时候,Intel将为笔记本平台带来32nm工艺的双核心处理器“Arrandale”,并有多款低压和超低压版本,价格也会比45nm四核心型号低很多。看起来无论是笔记本还是桌面,Intel都计划让45nm Nehalem和32nm Westmere两大家族分别负责四核心和双核心,并肩存在直至未来的32nm Sandy Bridge架构普及。

Nehalem架构I7 820QM
全新的 Core i7 820QM处理器

  全新的Intel Core i7 820QM是一款原生四核心设计的CPU,采用先进的Nehalem架构,相比上代的Core 2大幅改进和强化,增添了三级缓存系统、智能加速、集成DDR3内存控制器等技术。关于Nehalem架构,从先期公布的服务器和桌面评测看,完全可以用惊艳来描述。而且在服务器领域,Nehalem更是超越所有前代产品,在短短两个季度后,Nehalem架构的5500系列销量就占有了一半的市场份额。

    英特尔这次对Nehalem可谓寄予厚望,不但希望服务器领域一扫“胶水四核”的阴霾,在桌面领域也一骑绝尘。更猛的是英特尔公布了Nehalem在嵌入设备的设想。2009年的IDF上,英特尔第一个演讲就是“统一计算架构”,言下之意:Nehalem架构就像DNA的双螺旋一样要无处不在了。

Nehalem架构I7 820QM
全新的 Core i7 820QM处理器

  全新移动版酷睿i7,在代表核心型号的3位数字之后加入了针对移动平台的代号—XM(Extreme Edition Mobile)和QM(Quad Core Mobile),分别代表了顶级移动版和四核移动版。

  Calpella平台将采用基于45nm制程工艺的Nehalem架构处理器,也就是我们上面看到的产品。集成内存控制器后的Calpella,无需通过北桥芯片组来访问内存数据,极大程度上减少了内存延迟的现象,并明显提高内存带宽,同时使其存性能得到翻倍的提升。在太平洋电脑网之前的评测中,我们看到SSD硬盘相对机械硬盘对整机性能的影响。实际上在CPU、内存和硬盘之间长期存在数量级梯次性能差异,也正是这个原因,x86处理器的频率大战走到了尽头。

    集成内存控制器和QPI总线在英特尔手里,发挥了致命绝杀的效用。不知道AMD的技术主管对此会不会吐血。AMD虽然是集成内存控制器的始作俑者,但是却为英特尔提供了惊艳一枪。Calpella平台最大的悬念在于:集成内存控制器和QPI在高并行的服务器环境里,能够让充沛的数据流喂饱饥渴的多个核心。但是桌面,尤其是笔记本现在还没有发现这么强劲的计算需求。Nehalem架构会不会在笔记本平台英雄无用武之地?

road map
Road map

  Calpella平台搭载的核心部分将集成原本属于北桥的内存控制器——可支持DDR3规格内存的IMC,它将为笔记本带来更高的带宽并降低整体功耗;另一半的图形处理器GFX部分则可以通过PCI-E总线支持外接显卡,也可以通过专用的FDI总线将图形结果通过PCH的现实接口输出到显示设备上,而整合的图形核心将包括GMA 4500M和GMA 4500MHD两种,后者核心频率更高一些,支持完全高清硬件解码。

二、四核Nehalem技术参数:

  全新的PCH芯片部分集成了南桥的I/O功能和北桥的Display Management Engine(ME)功能,还新增了NVM、Clock Buffers等模块。也正是在此基础上,Intel在移动平台中取消了前端总线(FSB)规格,转而采用新的高速汇流(QPI)规格。

cpu-z
Calpella平台下全新的45nm制程工艺的Nehalem架构处理器

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Calpella平台下全新的45nm制程工艺的Nehalem架构处理器

  Calpella平台的推出将会为移动平台带来一系列的变革,例如推动DDR3规格内存进入市场主流,加速NAND闪存技术的进化,推动无线技术的发展等等。

Nehalem架构I7 820QM
全新的Core i7 820QM处理器与QX9300处理器

  全新的Core i7 820QM处理器采用原生四核心设计,并非像Core 2 QX9300四核那样由两颗Core 2 Duo封装而成。

定位于高性能计算的Nehalem酷睿I7处理器
处理器型号 Core i7-920QM Core i7-820QM Core i7-720QM
主频
2.0GHz
1.73GHz
1.60GHz
核心数 4 4 4
制程 45nm 45nm 45nm
核心代号
Clarksfield
Clarksfield
Clarksfield
前端总线频率 1333MHz 1333MHz 1333MHz
二级缓存 2MB 2MB 2MB
三级缓存 8MB 8MB 6MB
支持指令集 SSE4.2 SSE4.2 SSE4.2
TDP 55W 45W 45W

  CPU内部采用新的QPI总线进行通讯。缓存系统方面,采用全新三级缓存设计,引入新的Smart Cache智能缓存技术,L1和L2缓存为内核缓存,具有超低延迟,其中L1缓存由32KB指令缓存+32KB数据缓存组成。每个内核256KB的L2缓存(256KB x 4)。L3采用共享式设计,Core i7-920XM以及Core i7-820XM容量为8MB,被片上所有内核共享,以确保多核心运算的效率最大化。

Nehalem架构I7 820QM
全新的Core i7 820QM处理器与QX9300处理器  
 

三、四核Nehalem技术亮点:

四核HT
四核HT超线程(点击放大)

  超线程技术(Hyper-Threading,简称HT),最早出现在2002年的Pentium 4上,它是利用特殊的硬件指令,把一个计算单元模拟成两个逻辑单元,让处理器得到更多线程并行计算,进而兼容多线程操作系统和软件,提高CPU的运行效率。实际上英特尔在很长一段时间放弃了超线程技术,原因在于内存带宽不足,物理处理单元并不能饱和运行,而频繁的线程切换还带来额外开销,处理性能在很多情况下不升反降。凭借内存吞吐的卓越表现,基于Nehalem架构的Core i7再次引入超线程技术,使四核的Core i7可同时处理八个线程操作,大幅增强其多线程性能。

i7_ht
四核HT超线程

  超线程技术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,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。按照的说法,Nehalem的HT可以在增加很少能耗的情况下,让性能提升20-30%。

    在频率大战因为功耗、工艺等等原因穷途末路之际,多核已经成为提升性能唯一出路。但是就像经典的计算理论告诉我们的一样,基于SMP(对称多处理器系统)的多核系统,面临另两个严重问题:多个处理或者内核访问内存时,内存就成为最突出的性能瓶颈;让整个软件产业尤其是桌面系统支持并行,是一个比处理设计更艰巨的任务。

    如此就不难理解Nehalem架构首先在服务器领域得到运用,而在桌面和移动领域却慢了半拍。

三、四核Nehalem整机性能测试对比:(一)

  测试平台i7 Q820M处理器,16英寸屏幕,4GB DDR3内存,双500G 5400转硬盘,GeForce GT 240M显卡,操作系统选取WIN7旗舰版。

pamark_vantage
四核I7 820QM+4GB DDR3代内存的整机配置

vantage
QX9300处理器机型+4GB DDR3代内存的整机配置

cinebenchR10
I7 820QM四核处理器

cinebench r10
QX9300四核处理器

  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,支持多线程同时运算,可以用来评测多核处理器的效能。通过对比可以看出全新的I7 820QM较QX9300的性能提升也是比较明显的。

性能测试

Core i7
820XM
Q9000
2.0GHz
QX9300
2.53GHz
Cinebench R10
得分
11074
7632
9898
渲染时间 得分 79秒 119秒 89秒

  3D渲染部分,对于之前的评测数据,可以看到采用64位的Win7系统和64位的渲染模式后,性能大幅度提升,其中至尊级的QX9300虽然主频高达2.53GHz,但新一代的Core i7 820XM仍是保持领先。可以看到新架构发挥了很大作用,新四核领先于老四核。

四、四核Nehalem整机性能测试对比:(二)

win7自检
I7 820QM四核处理器WIN7自检成绩(GT240M显卡)

win7自检
QX9300四核处理器Win7自检测试(GT280M显卡)

  全新的WIN7自检项目测试中,我们选取了至尊级的QX9300处理器机型+4GB DDR3代内存的整机配置与I7 820QM+4GB DDR 3代内存配置进行比较。通过WIN7自检可以看出处理器评分一项,主频1.73GHz的四核I7 820QM与2.53Gz的至尊QX9300四核处理器评分成绩相同,全新的南北桥设计更大程度的提升了内存的能效。

06_1024
3Dmark 06测试成绩

3Dmark06(1024×768分辨率)

820QM+GT240M
(1GB显存)
T6600+GT240M(512MB显存)
总分
 
7919
7326
SM2.0
3084
3129
HDR/SM3.0 3173 3192
CPU Score
3410
1959

  通过3Dmark 06测试,我们选取了同类显卡机型进行对比,通过测试成绩可以看出全新的I7 820QMx对显卡的性能影响不大。

  续航方面我们采用MobileMark 07进行续航测试,Core i7-820QM+GT 240M笔记本标配的是标准4800mAh锂电,续航时间达到2个半小时的续航时间,表现不错,相比Q9000的1个小时续航时间提升幅度很大。

mm07续航时间测试

  总结:从上面的测试中,全新的Core i7-820QM笔记本整机性能提升明显,即便主频相对较低,仍然轻松超越目前的“至尊”版四核。Core i7-820QM处理器功耗在空闲状态下只有20瓦左右,单核满载开启Turbo加速至3.06GHz上升至58瓦,双核心2.8GHz则进一步达到70瓦左右,三核心最高频率就只有2GHz了,功耗也稳定在70瓦,全部四核心满载不再自动提速,功耗因此只有74W。总的来说移动版Core i7的功耗控制相当不错,特别是待机状态下和T6600相差无几,至于温度,Core i7-820QM待机时约为37°,极限状态下会升至77°,而Q9000待机时就有50°,峰值75°。采用全新架构的新Core i7-820QM挑战的将不是性能,而是需求。

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