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Intel历代Core i7处理器性能对比

导读: 在2006年Intel提出了Tick-Tock战略,其中的Tick一环是指CPU工艺升级,Tock则是CPU架构升级,二者轮流交替,两年为一个周期,在Haswell架构之前Intel一直都是按照这个步伐一步步走过来的……

十年前,当Intel处理器从奔腾D升级到Core 2 Duo,业界是用“雷霆一击”来形容,那是一种飞跃式的质的变化,功耗温度大降而性能大涨,随后的Core 2 Quad虽然是个胶水四核,不过多了两个核还是带来了相当大的性能提升,接下来的Nehalem架构实现了原生四核,内存控制器整合到CPU内部使得内存带宽大幅攀升,超线程技术的回归让CPU的多线程性能有了很大提升,后面的Sandy Bridge架构是对Nehalem的一次大改,CPU与GPU真正的融合在一起,性能有了全面的提升。

但是后面几代CPU的性能提升就相当小了,每一代都是几个百分点的性能升幅,这也让Intel这几年被玩家笑称为牙膏厂的原因。

在2006年Intel提出了Tick-Tock战略,其中的Tick一环是指CPU工艺升级,Tock则是CPU架构升级,二者轮流交替,两年为一个周期,在Haswell架构之前Intel一直都是按照这个步伐一步步走过来的,2007年45nm工艺的Penryn处理器,2008年是同为45nm工艺的Nehalem架构,之后分别是32nm Westmere、32nmSandy Bridge、22nm Ivy Bridge、22nm Haswell,22nm工艺是一个相当重要的节点,这是Intel首次投入实用的3D晶体管工艺,然而随后的14nm工艺Intel栽了个大跟斗,14nm工艺的延期迫使Intel放慢了前进的步伐。

实际上Intel现在的工艺技术路线已经变成了制程-架构-优化(Process-Architecture-Optimization),算是从之前的两步走改成三步走了,步调放缓了。

都在说Intel这几年来CPU的性能提升幅度不大,旧U还能继续战N年,那么最近几代Intel处理器到底有多大性能差距呢?今天我们要测试一下从第一代的Core i7-870开始到现在最新的Core i7-7700K共六款六代的酷睿处理器,看看各代之间到底有多大的差距。

不过在测试之前我们先来回顾下这几年来Intel的各代CPU架构。

近年来Intel CPU架构回顾

一切的开端:Nehalem

Lynnfield核心示意图

08年推出的Nehalem微架构是一切的基础,Intel这几年的酷睿处理器微架构都是以它为基础,严格来说,Nehalem微架构仍是基于上一代Core微架构改进而来的,但它的改进是全方位的,计算内核的设计来源于之前的Core微架构,并对其进行了优化和加强,主要为重拾超线程技术、支持内核加速模式Turbo Boost和支持SSE4.2等方面,非计算内核的设计改动主要的有三级包含式Cache设计、使用QPI总线和整合内存控制器等重要改进。

Nehalem微架构采用可扩展的架构,主要是每个处理器单元均采用了Building Block模组化设计,组件包括有:核心数量、SMT功能、L3缓存容量、QPI连接数量、IMC数量、内存类型、内存通道数量、整合GPU、   能耗和时钟频率等,这些组件均可自由组合,以满足多种性能需求,比如可以组合成双核心、四核心甚至八核心的处理器,而且组合多个QPI连接更可以满足多路服务器的需求。

正因为这样的模组化设计,英特尔可以灵活的制造出各种差异化的核心,比如支持三通道DDR3的Bloomfield核心、支持双通道DDR3的Lynnfield和Clarkdale核心,而且这些核心间还存在是否支持超线程、Turbo Boost技术等区别,Clarkdale还整合了GPU图形单元。

在2009年9月,Intel推出基于Nehalem微架构的Lynnfield处理器,采用LGA 1156接口,它与Bloomfield的区别不单只在于内存通道数的差别,Lynnfield把PCI-E控制器整合到了CPU内部,而北桥其他功能与南桥一起整合到PCH里面,主板从三芯片变成了双芯片,形成了现在主板的基本布局。

2010年的Clarkdale只有双核设计,它把GPU也整合到CPU内部了,但是只是简单的将GPU和CPU封装在一起,并没有真正达到“融合”,一颗CPU里其实有两颗“芯”,CPU的制造工艺升级到了32nm而GPU部分则依然是旧的45nm工艺,它们采用QPI总线相连,对外则采用DMI总线连接PCH。

真正的双芯融合:Sandy Bridge

Sandy Bridge核心示意图

在2011年伊始,Intel就把微架构升级到新一代的Sandy Bridge,它真正将GPU与CPU融合,从以前的双U各立山头到合二为一,是非常大的突破, 内核架构也较Nehalem有了较大变化,这些变化包括:新的分支预测单元、新的Uop缓存、新的物理寄存器文件、有效执行256位指令、放弃QPI总线改用环形总线、最末级缓存LLC机制、新鲜的系统助理等。

AVX指令集的加入是Sandy Bridge最为重要的改进,浮点性能得以激增,新一代的Turbo Boost 2.0技术增强了Sandy Bridge自动提速的弹性,除CPU外还可对GFX进行加速,并随着系统负载的不同协调二者的频率升降,表现得更加智能化。

新一代图形核心具备出色的图形与多媒体性能,由于改用了环形总线设计,三级缓存可由CPU各核心、GPU核心与系统助理System Agent共享,可直接在L3内进行通信。GPU主要包含了指令流处理器、媒体处理器、多格式媒体解码器、执行单元、统一执行单元阵列、媒体取样器、纹理采样器以及指令缓冲等等,架构与上一代相比有了较大修改。

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