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intel 處理器 i5 2300

2、Sandy Bridge微架構與第2代Core i3/i5/i7

我們知道,CPU的微架構與制作工藝直接決定了CPU的效能,優化微架構與更新制作工藝成為CPU廠商提升CPU效能的最重要途徑,因此Intel發布Core 2後,便宣布自家的處理器將以“Tick”-“Tock"鐘擺模式(第壹年更新制程,第二年更新微架構,交替進行)進行更新換代。

Tick-Tock更新模式,帶來全新Sandy Bridge微架構:

Tick-Tock更新模式,Intel帶來全新的Sandy Bridge微架構

Intel的Tick-Tock鐘擺模式壹直在有規律地進行著,在“Tock”階段(45nm Nehalem全微架構,即第壹代四核心Core i7和Core i5)階段和Tick階段(32nm Westmere微架構,即六核Core i7和Core i3 )之後,又回到了Tock階段,即把CPU切換到全新的Sandy Bridge(簡稱:SNB)微架構。全新的Sandy Bridge微架構和最先進的32nm制作工藝,把CPU的效能提升到新的高度。

全新的Sandy Bridge微架構

全新的Sandy Bridge微架構由多個部件組成,分別是:處理器核心(目前最多為四核心)、圖片處理器、大容量高速緩存(目前最大為8MB,CPU與GPU***享)、內存控制器以及其他I/O。其中最革命性的改進當屬在同壹晶圓上整合了圖片處理器,使它成為CPU的其中壹個處理單元。此舉可以說是顛覆了傳統,至於效能如何,我們稍後再談。

Sandy Bridge微架構的五大重要改進:

Sandy Bridge的最要改進

與第壹代Core i3/i5/i7的Neahlem或Westmere微架構相比,Sandy Bridge微架構主要帶來有五點重要革新:1、采用全新32nm的Sandy Bridge微架構,更低功耗、更強性能。2、內置高性能GPU(核芯顯卡),視頻編碼、圖形性能更強。3、睿頻加速技術2.0,更加智能。4、引入全新環形架構,更高帶寬與更低延遲。5、全新的AVX、AES指令集,加強浮點運算與加密解密運算。

全新微架構、全新LOGO,第二代智能酷睿家族:

英特爾第壹代智能酷睿家族

英特爾第二代智能酷睿家族

采用Sandy Bridge微架構的CPU仍會以Core i3/i5/i7來命名,但會加上“第二代”來以區分上代產品,而第二代產品全部隸屬於英特爾第二代智能酷睿家族。可以看到,英特爾第二代智能酷睿家族采用了全新LOGO,通過LOGO可區分兩代產品。

第二代Core i3/i5/i7仍沿用以往的命名方式:

第二代Core i3/i5/i7的命名方式

第二代Core i3/i5/i7仍會沿用當前的命名方式,以第二代Core i7 2600為例,“Core”是處理器品牌,“i7”是定位標識,“2600”中的“2”表示第二代,“600”是具體型號。在型號後面的字母,會有四種情況:不帶字母、K、S、T。不帶字母的是標準版,也是最常見的版本;“K”是解鎖版,就是不鎖倍頻的版本;“S”是節能版,默認頻率比標準版稍低,但睿頻幅度與標準版壹樣;“T”是超低功耗版,默認頻率與睿頻幅度更低,主打節能。

3、開創歷史先河,第2代Core ix的核芯顯卡詳解

上壹節我們提到,第二代Core i3/i5/i7的Sandy Bridge微架構最大的更新就是整合了圖片處理器(GPU),本節我們詳細講解壹下這個全新的“核芯顯卡”。

開創歷史先河,CPU與顯卡真正融合:

第壹代Core i3/Core i5 600就內置了顯卡,但非同壹晶圓封裝

我們知道,Intel去年1月發布的Westmere微架構的Core i3和Core i5就首次在CPU上集成顯卡,開創了歷史的先河。不過上代產品的CPU和顯卡並沒有真正融合,只是CPU和GPU兩個芯片封裝在壹起而已,因此打開CPU頂蓋後可以看到兩個核心。

第二代Core i3/i5/i7的CPU與核心顯卡真正融合在壹起

到第二代Core i3/i5/i7的Sandy Bridge微架構,Intel把CPU與GPU真正融合在壹起了,這是自30年前PC誕生的那天起,CPU和GPU首次真正融合在壹起,具有非常重要的歷史意義!而Intel把這個GPU稱之為“核芯顯卡”。現在核芯顯卡與內存控制、PCI-E控制器等部件壹樣,成為CPU的壹個處理單元。毫無疑問,這壹舉措會對今後CPU、主板以及顯卡行業的發展構成深遠影響。

第二代Core i3/i5/i7核芯顯卡的內部組成:

核心顯卡的內部組成

第二代Core i3/i5/i7的核心顯卡內部由多個部件組成,包括EU統壹執行單元、頂點處理、光柵化/z、指令流處理器、多媒體解碼器等多個部分組成。其中對於3D遊戲性能有重要作用的是EU統壹執行單元,Intel根據EU單元的數目把核芯顯卡劃分成HD Graphics 2000和HD Graphics 3000兩種,前者只有壹組6個EU單元,而後者則有兩組12個EU單元,理論上後者的3D性能是前者的兩倍。

對於桌面CPU,目前只有Core i5 2500K和Core i7 2600K這兩款型號配備了更強的HD Graphics 3000核芯顯卡,其余的第二代Core i3/i5/i7全部是搭配HD Graphics 2000。而筆記本CPU則全部配備HD Graphics 3000,保證更好的圖形性能。在規格方面,兩款顯卡均支持DirectX 10.1、OpenGL2.0技術,全高清MPEG2/H.264/VC-1硬件解碼與次世代音頻,以及OpenCL通用計算。

核芯顯卡四大優勢——出色的3D性能:

Intel HD Graphics 2000/3000核芯顯卡擁有出色的3D遊戲性能

前面我們提到,核芯顯卡根據性能高低會被劃分成HD Graphics 2000和HD Graphics 3000兩種版本,兩款顯卡均支持DirectX 10.1、OpenGL2.0技術,都擁不錯的3D性能,其中HD Graphics 3000的3D遊戲性能達到了Core i5 661(GMA HD)的兩倍,足以應付大多數主流3D遊戲的需求。強大的3D性能將會沖擊入門獨立顯卡市場。

核芯顯卡四大優勢——高速視頻同步技術:

英特爾高速視頻同步技術(Quick Sync Video)

第二代Core i3/i5/i7的核芯顯卡新增內置了編碼器,支持MPEG2、VC1和H.264硬件編碼,Intel稱之為“英特爾高速視頻同步技術”(Quick Sync Video)。根據英特爾的相關資料顯示,用核芯顯卡進行以上視頻格式的硬件編碼,速度是軟件編碼的兩倍以上!對於常用PSP、iPAD、智能手機或其他MID設備看視頻的用戶,這個硬件編碼非常實用。

核芯顯卡四大優勢——InTru 3D技術:

英特爾InTru 3D技術

第二代Core i3/i5/i7的核芯顯卡支持英特爾InTru 3D技術,這個技術通過最新的HDMI 1.4規範輸出,可以讓用戶觀看藍光3D電影,讓用戶在家裏也能享受更逼真的電影效果。當然,前提是要有3D眼鏡和顯示器的支持。

核芯顯卡四大優勢——Clear Video HD技術:

英特爾Clear Video HD技術

第二代Core i3/i5/i7的核芯顯卡支持英特爾Clear Video HD技術,該技術可改善視頻播放效果,使視頻擁有更好的色彩表現,並且使網頁瀏覽更流暢(支持IE9瀏覽器的硬件加速)。

4、采用全新環形架構,引入AVX指令與AES指令

第二代Core i3/i5/i7的CPU和GPU真正融合在壹起,那麽Intel是如何讓它們壹起工作?第二代Core i3/i5/i7新支持的AVX指令和AES指令有什麽用途,本節將為大家解答。

第二代Core i3/i5/i7引入全新的環形架構:

第壹代Core i3 500和Core i5 600內部通訊方式

雖然Westmere微架構的第壹代Core i3 500和Core i5 600內置了GPU,但並沒有真正融合在壹些,這點上壹節已經提到,CPU和GPU通過內存控制器來進行數據交互。

第二代Core i3/i5/i7引入全新的環形架構

第二代Core i3/i5/i7正CPU和GPU真正融合在壹起,如何協調CPU的各個核心、GPU(核芯顯卡)、高速緩存以及其他I/O進行通訊成為CPU工程師首要解決的問題。為此,工程師引入了全新的環形架構(RING),保證低延遲、高效率的通訊,同時能使CPU與GPU***享能L3高速緩存,大幅度提升GPU性能,這點在後面的評測中會得到印證。

引入AES-NI加密解密指令集:

早在Westmere微架構上,Intel便引入了AES-NI指令

在上壹代的Westmere微架構(六核心Core i7、Core i5 600)中,Intel便引入了AES-NI指令集,最新的Sandy Bridge微架構自然是繼續支持該指令集。AES-NI指令集主要用於加密、解密運算,AES-NI指令集用途較廣,提供了快速的資料加密及解密運算功能,大大提高了資料的安全性及保密性,尤其在商用PC上,AES-NI指令會大派用場。值得註意的是,只有第二代Core i5/i7支持該指令集,第二代Core i3則不支持。

引入AVX(高級矢量擴展)指令集:

Intel在Sandy Bridge微架構上引入AVX指令

Intel在第二代Core i3/i5/i7支持全新的AVX指令集(Advanced Vector Extensions,高級矢量擴展) ,支持256bit的SIMD(單指令多數據流)單元,相比之前的128bit理論上可帶來兩倍的浮點性能提升,能有效提升CPU的執行效率。目前還沒有民用軟件支持AVX指令集,不過根據Intel早前公布的消息,未來會有很多軟件(例如圖片處理)支持該指令,通過這個指令集可有效提升處理效率。

5、兩大智能技術:超線程與睿頻加速2.0

智能睿頻家族的處理器之所以被Intel稱為“智能處理器”,是因為它們擁有相比普通處理器更“智能”的技術,而普通用戶能直接感受到的智能技術,非超線程技術和睿頻加速技術莫屬,第二代智能酷睿家族將繼續支持這兩大智能技術,並做了進壹步優化。

超線程技術(Hyper-Threading):

Hyper-Threading,超線程技術

超線程技術(Hyper-Threading,簡稱HT),最早出現在2002年的Pentium 4上,它是利用特殊的硬件指令,把單個物理核心模擬成兩個核心(邏輯核心),讓每個核心都能使用線程級並行計算,從而兼容多線程操作系統和軟件,減少了CPU的閑置時間,提高CPU的運行效率。第壹代Core i3/i5/i7再次引入超線程技術,使它們的多任務/多線程性能提升20-30%,非常可觀。

超線程技術使物理2核心的Core i3擁有4個邏輯核心

超線程技術使物理4核心的Core i7擁有8個邏輯核心

超線程技術只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,比起再添加壹個物理核心來說要劃算得多,連競爭對手AMD也認為沒有盡早引入這項技術是壹個決策的失誤,可見超線程技術在當今多核CPU時代的重要性。最新的Sandy Bridge微架構將繼續支持超線程技術,目前只有第二代Core i3和Core i7支持,第二代Core i5不支持(Core i5 2390T除外)。

睿頻加速技術2.0(Turbo Boost 2.0):

Turbo Boost 1.0,睿頻加速技術

雖然CPU是朝著多核心方向發展,但我們知道,仍有很多軟件、遊戲對多核CPU優化不足,多核CPU運行這些程序時不但無法提供最佳性能,還會造成能源的浪費,為解決這個問題,Intel在第壹代Core i5/i7加入了睿頻加速技術(Turbo Boost)。

Turbo Boost是基於CPU的電源管理技術來現實的,通過分析當前CPU的負載情況,智能地完全關閉壹些用不上的核心,把能源留給正在使用的核心,並使它們運行在更高的頻率,從而提供更強的性能;相反,需要多個核心時,動態開啟相應的核心,智能調整頻率。這樣,在不影響CPU的TDP(熱設計功耗)情況下,能把核心工作頻率調得更高。

睿頻加速技術 2.0

第二代Core i5/i7帶來了第二代睿頻加速技術(Turbo Boost 2.0),相比1.0版,2.0版有兩個很大的改進:1、更加智能、更高能效,第二代睿頻不再受TDP熱設計功耗限制,而是通過CPU內部溫度進行監測,在CPU內部溫度許可的情況下可以超過TDP提供更大的睿頻幅度,不睿頻時卻更節能。2、CPU和GPU都可以睿頻,而且可以壹起睿頻。簡單來說,睿頻加速技術2.0更智能、更高效!

空閑時CPU進入節能狀態,Core i7 2600主頻低於默認的3.4GHz

單核運算,睿頻加速技術使i7 2600主頻提升到3.8GHz

舉個Core i7 2600K的實際應用例子:當系統空閑時,CPU的空閑核心會被關閉,正在運行的核心主頻也會低於默認的3.4GHz,以達到節能的目的;當程序只用到單核心(例如單核進行3D渲染),正在運行的核心其主頻超過默認的3.4GHz,達到3.8GHz,其它空閑的核心被關閉;但用到多核心,智能開啟相應的核心並調整主頻,獲得最佳性能。

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