Corei7CPU處理器性能區(qū)別
Corei7CPU處理器性能區(qū)別
歷代Core i7處理器性能到底有什么不同呢?下面是學(xué)習(xí)啦小編為大家介紹Core i7處理器性能差距,歡迎大家閱讀。
Core i7處理器性能差距
在2006年Intel提出了Tick-Tock戰(zhàn)略,其中的Tick一環(huán)是指CPU工藝升級(jí),Tock則是CPU架構(gòu)升級(jí),二者輪流交替,兩年為一個(gè)周期,在Haswell架構(gòu)之前Intel一直都是按照這個(gè)步伐一步步走過(guò)來(lái)的,2007年45nm工藝的Penryn處理器,2008年是同為45nm工藝的Nehalem架構(gòu),之后分別是32nm Westmere、32nm Sandy Bridge、22nm Ivy Bridge、22nm Haswell,22nm工藝是一個(gè)相當(dāng)重要的節(jié)點(diǎn),這是Intel首次投入實(shí)用的3D晶體管工藝,然而隨后的14nm工藝Intel栽了個(gè)大跟斗,14nm工藝的延期迫使Intel放慢了前進(jìn)的步伐。
實(shí)際上Intel現(xiàn)在的工藝技術(shù)路線已經(jīng)變成了制程-架構(gòu)-優(yōu)化(Process-Architecture-Optimization),算是從之前的兩步走改成三步走了,步調(diào)放緩了。
都在說(shuō)Intel這幾年來(lái)CPU的性能提升幅度不大,舊U還能繼續(xù)戰(zhàn)N年,那么最近幾代Intel處理器到底有多大性能差距呢?今天我們要測(cè)試一下從第一代的Core i7-870開始到現(xiàn)在最新的Core i7-7700K共六款六代的酷睿處理器,看看各代之間到底有多大的差距。不過(guò)在測(cè)試之前我們先來(lái)回顧下這幾年來(lái)Intel的各代CPU架構(gòu)。
一切的開端:Nehalem
08年推出的Nehalem微架構(gòu)是一切的基礎(chǔ),Intel這幾年的酷睿處理器微架構(gòu)都是以它為基礎(chǔ),嚴(yán)格來(lái)說(shuō),Nehalem微架構(gòu)仍是基于上一代Core微架構(gòu)改進(jìn)而來(lái)的,但它的改進(jìn)是全方位的,計(jì)算內(nèi)核的設(shè)計(jì)來(lái)源于之前的Core微架構(gòu),并對(duì)其進(jìn)行了優(yōu)化和加強(qiáng),主要為重拾超線程技術(shù)、支持內(nèi)核加速模式Turbo Boost和支持SSE4.2等方面,非計(jì)算內(nèi)核的設(shè)計(jì)改動(dòng)主要的有三級(jí)包含式Cache設(shè)計(jì)、使用QPI總線和整合內(nèi)存控制器等重要改進(jìn)。
Nehalem微架構(gòu)采用可擴(kuò)展的架構(gòu),主要是每個(gè)處理器單元均采用了Building Block模組化設(shè)計(jì),組件包括有:核心數(shù)量、SMT功能、L3緩存容量、QPI連接數(shù)量、IMC數(shù)量、內(nèi)存類型、內(nèi)存通道數(shù)量、整合GPU、 能耗和時(shí)鐘頻率等,這些組件均可自由組合,以滿足多種性能需求,比如可以組合成雙核心、四核心甚至八核心的處理器,而且組合多個(gè)QPI連接更可以滿足多路服務(wù)器的需求。
正因?yàn)檫@樣的模組化設(shè)計(jì),英特爾可以靈活的制造出各種差異化的核心,比如支持三通道DDR3的Bloomfield核心、支持雙通道DDR3的Lynnfield和Clarkdale核心,而且這些核心間還存在是否支持超線程、Turbo Boost技術(shù)等區(qū)別,Clarkdale還整合了GPU圖形單元。
在2009年9月,Intel推出基于Nehalem微架構(gòu)的Lynnfield處理器,采用LGA 1156接口,它與Bloomfield的區(qū)別不單只在于內(nèi)存通道數(shù)的差別,Lynnfield把PCI-E控制器整合到了CPU內(nèi)部,而北橋其他功能與南橋一起整合到PCH里面,主板從三芯片變成了雙芯片,形成了現(xiàn)在主板的基本布局。
2010年的Clarkdale只有雙核設(shè)計(jì),它把GPU也整合到CPU內(nèi)部了,但是只是簡(jiǎn)單的將GPU和CPU封裝在一起,并沒(méi)有真正達(dá)到“融合”,一顆CPU里其實(shí)有兩顆“芯”,CPU的制造工藝升級(jí)到了32nm而GPU部分則依然是舊的45nm工藝,它們采用QPI總線相連,對(duì)外則采用DMI總線連接PCH。
真正的雙芯融合:Sandy Bridge
在2011年伊始,Intel就把微架構(gòu)升級(jí)到新一代的Sandy Bridge,它真正將GPU與CPU融合,從以前的雙U各立山頭到合二為一,是非常大的突破, 內(nèi)核架構(gòu)也較Nehalem有了較大變化,這些變化包括:新的分支預(yù)測(cè)單元、新的Uop緩存、新的物理寄存器文件、有效執(zhí)行256位指令、放棄QPI總線改用環(huán)形總線、最末級(jí)緩存LLC機(jī)制、新鮮的系統(tǒng)助理等。
AVX指令集的加入是Sandy Bridge最為重要的改進(jìn),浮點(diǎn)性能得以激增,新一代的Turbo Boost 2.0技術(shù)增強(qiáng)了Sandy Bridge自動(dòng)提速的彈性,除CPU外還可對(duì)進(jìn)行加速,并隨著系統(tǒng)負(fù)載的不同協(xié)調(diào)二者的頻率升降,表現(xiàn)得更加智能化。
新一代圖形核心具備出色的圖形與多媒體性能,由于改用了環(huán)形總線設(shè)計(jì),三級(jí)緩存可由CPU各核心、GPU核心與系統(tǒng)助理System Agent共享,可直接在L3內(nèi)進(jìn)行通信。GPU主要包含了指令流處理器、媒體處理器、多格式媒體解碼器、執(zhí)行單元、統(tǒng)一執(zhí)行單元陣列、媒體取樣器、紋理采樣器以及指令緩沖等等,架構(gòu)與上一代相比有了較大修改。
3D晶體管起航:Ivy Bridge
Ivy Bridge雖然說(shuō)只是Sandy Bridge的工藝改良版,架構(gòu)上沒(méi)太大改變,不過(guò)對(duì)Intel來(lái)說(shuō)卻是一款相當(dāng)重要的產(chǎn)品,因?yàn)樗鞘状尾捎?2nm 3D晶體管工藝,是今后Intel半導(dǎo)體工藝的重要基礎(chǔ);另外CPU內(nèi)部的PCI-E控制器也升級(jí)到了PCI-E 3.0標(biāo)準(zhǔn),帶寬提升了一倍,分配方式也更靈活;內(nèi)核方面的改進(jìn)說(shuō)是提升了IPC每周期指令性能,SSE以及AVX指令也有所增強(qiáng);整合GPU性能也有所提升,EU數(shù)從12個(gè)提升到16個(gè),API支持也從DX10.1升級(jí)到了DX11。
更強(qiáng)圖形性能與更為精確的功耗控制:Haswell
Haswell是Intel在2013年推出的全新微架構(gòu),該架構(gòu)給人最深刻的印象就是把原來(lái)主板上的VRM模塊整合到了CPU內(nèi)部,F(xiàn)IVR調(diào)壓模塊的加入讓主板的供電變得簡(jiǎn)單,并且可以對(duì)CPU內(nèi)部的電壓進(jìn)行更為精確的控制,提高供電效率,實(shí)際上Haswell與Broadwell架構(gòu)的產(chǎn)品是我見(jiàn)過(guò)電壓最為穩(wěn)定的Intel處理器。
指令集方面,Haswell增加了兩個(gè)指令集,一個(gè)是針對(duì)多線程應(yīng)用的TSX擴(kuò)展指令,另一個(gè)是就是AVX指令的進(jìn)階版AVX2。還有一點(diǎn)就是從Haswell架構(gòu)開始Intel的核顯開始了模塊化、可擴(kuò)展的設(shè)計(jì),就此走上了暴力堆砌核顯規(guī)格的道路,最高級(jí)的核顯擁有40個(gè)EU,還有大容量eDRAM作為L(zhǎng)4緩存,可同時(shí)提升CPU與GPU性能。
其實(shí)在Haswell與Skylake之間還有個(gè)Broadwell,就是采用14nm工藝的Haswell處理器,不過(guò)Broadwell主要用在移動(dòng)平臺(tái)上,桌面級(jí)的Broadwell就兩顆,而且國(guó)內(nèi)沒(méi)有正式上市所以沒(méi)啥存在感,這里就不再做介紹了。
DDR4的時(shí)代到來(lái):Skylake
Skylake可以說(shuō)是自Sandy Bridge以來(lái)Intel最給力的一次升級(jí)了,CPU同時(shí)升級(jí)架構(gòu)、工藝及核顯,內(nèi)存同時(shí)支持DDR3與DDR4,采用了更為先進(jìn)的14nm工藝使得Skylake在頻率提升、性能增強(qiáng)的同時(shí)功耗有了明顯降低,而FIVR電壓控制模塊則被取消了,電壓的控制也重新回到主板上。
Skylake處理器在超頻上的改進(jìn)可能讓人眼前一亮,因?yàn)榇饲癐ntel對(duì)超頻的限制頗多,全民超頻的盛況早就不存在了,但Skylake處理器上,Intel雖然會(huì)繼續(xù)限制倍頻,但這次的BCLK外頻限制沒(méi)這么嚴(yán)了,外頻能輕易超到125MHz以上,外頻的解放更有助于極限超頻玩家挑戰(zhàn)更高記錄。
核顯方面,Skylake與Broadwell其實(shí)挺相似的,每組Subslice單元依舊是24個(gè)EU,但是整體規(guī)模變得越來(lái)越大了,Skylake最多可以擴(kuò)展到3組Slice單元,也就是說(shuō)最多會(huì)配備72個(gè)EU單元,因此Skylake也多出GT4這個(gè)級(jí)別的核顯。
小修小補(bǔ)提升能耗比:Kaby Lake
Kaby Lake只是Skylake的優(yōu)化版本,主要改善能耗比,然而這些在桌面版的處理器上表現(xiàn)并不明顯,桌面版第七代處理器比較明顯的區(qū)別只是頻率高了。
Kaby Lake雖然都是使用14nm制程,不過(guò)Intel說(shuō)他們對(duì)工藝進(jìn)行了改良,Kaby Lake處理器上使用的新工藝使用了更高的鰭片與更寬的柵極間距,更高的鰭片意味著需要更小的驅(qū)動(dòng)電流,這可減少漏電概率,而更寬的柵極間距這貨會(huì)降低晶體管密度,這需要更高的電壓但是可以降低生產(chǎn)難度,另外更寬的間距允許每個(gè)晶體管的產(chǎn)生的熱有更多地方擴(kuò)散,這有助降低內(nèi)核溫度并提升頻率,這也是為什么Kaby Lake頻率都比Skylake高但功耗則沒(méi)什么變化的原因。
GPU方面Kaby Lake的核心與Skylake一樣都是Gen 9,不過(guò)針對(duì)4K視頻回放進(jìn)行了改良,增加了H.265 Main.10、VP9 8/10-bit格式的硬件解碼與編碼,可大幅降低4K視頻播放時(shí)的功耗,這對(duì)臺(tái)式機(jī)來(lái)說(shuō)可能不算什么,不過(guò)對(duì)移動(dòng)設(shè)備來(lái)說(shuō)降低功耗等同增加續(xù)航時(shí)間,這個(gè)是相當(dāng)重要的。
這幾年來(lái)Intel LGA 115X平臺(tái)較有代表性的Core i7處理器規(guī)格一覽
近年來(lái)LGA 115X平臺(tái)頂級(jí)主板芯片組規(guī)格一覽
說(shuō)真的主板芯片組的變化可能是給消費(fèi)者更新?lián)Q代的更大原因,如果說(shuō)這些年來(lái)LGA 115X平臺(tái)CPU給人的感覺(jué)總體差別不大的話,主板更新?lián)Q代的差別就是相當(dāng)大了,PCI-E總線從2.0變3.0,存儲(chǔ)接口從SATA 3Gbps慢慢進(jìn)化到SATA 6Gbps到現(xiàn)在最新的M.2/U.2接口,USB接口從2.0到3.0再到現(xiàn)在最新的3.1,這些都是能看得到且相當(dāng)實(shí)在的變化,再加上主板廠商每次都會(huì)在主板上加新花樣,可以說(shuō)主板帶來(lái)的變化更有讓人更新?lián)Q代的沖動(dòng)。
測(cè)試平臺(tái)與說(shuō)明
這次測(cè)試的處理器包括從Core i7-870到Core i7-7700K的六代Intel LGA 115X平臺(tái)的處理器,Core i7-5775C是稀有品那個(gè)就算了,他們會(huì)搭配對(duì)應(yīng)的主板,Core i7-7700K/6700K會(huì)使用DDR4內(nèi)存,而其他處理器則使用DDR3內(nèi)存,顯卡采用GTX 1070 FE版,系統(tǒng)使用Windows 10 build 1607,顯卡驅(qū)動(dòng)是NVIDIA GeForce 372.70。
測(cè)試項(xiàng)目包括CPU基礎(chǔ)性能測(cè)試與游戲性能測(cè)試,CPU性能測(cè)試用的都是基礎(chǔ)性能測(cè)試軟件,而游戲測(cè)試包括3DMark Fire Strike基準(zhǔn)測(cè)試與《文明:超越地球》、《GTA 5》兩個(gè)游戲,會(huì)分別對(duì)比CPU默認(rèn)性能與4G同頻下的性能差別,此外還有功耗與溫度的測(cè)試,由于CPU超頻后的電壓會(huì)隨不同CPU的體質(zhì)而不同,所以只測(cè)試CPU默認(rèn)頻率下的功耗與溫度。
Core i7CPU處理器性能區(qū)別相關(guān)文章: