Intel真的在挤牙膏?历代Core i7处理器性能大比拼

2016-12-23 12:27  |  作者:Strike   |  关键字:Core i7,Core i7性能对比,7700K

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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。

3D晶体管起航:Ivy Bridge


Ivy Bridge核心示意图

Ivy Bridge虽然说只是Sandy Bridge的工艺改良版,架构上没太大改变,不过对Intel来说却是一款相当重要的产品,因为它是首次采用22nm 3D晶体管工艺,是今后Intel半导体工艺的重要基础;另外CPU内部的PCI-E控制器也升级到了PCI-E 3.0标准,带宽提升了一倍,分配方式也更灵活;内核方面的改进说是提升了IPC每周期指令性能,SSE以及AVX指令也有所增强;整合GPU性能也有所提升,EU数从12个提升到16个,API支持也从DX10.1升级到了DX11。

更强图形性能与更为精确的功耗控制:Haswell


Haswell核心示意图

Haswell是Intel在2013年推出的全新微架构,该架构给人最深刻的印象就是把原来主板上的VRM模块整合到了CPU内部,FIVR调压模块的加入让主板的供电变得简单,并且可以对CPU内部的电压进行更为精确的控制,提高供电效率,实际上Haswell与Broadwell架构的产品是我见过电压最为稳定的Intel处理器。

指令集方面,Haswell增加了两个指令集,一个是针对多线程应用的TSX扩展指令,另一个是就是AVX指令的进阶版AVX2。还有一点就是从Haswell架构开始Intel的核显开始了模块化、可扩展的设计,就此走上了暴力堆砌核显规格的道路,最高级的核显拥有40个EU,还有大容量eDRAM作为L4缓存,可同时提升CPU与GPU性能。

其实在Haswell与Skylake之间还有个Broadwell,就是采用14nm工艺的Haswell处理器,不过Broadwell主要用在移动平台上,桌面级的Broadwell就两颗,而且国内没有正式上市所以没啥存在感,这里就不再做介绍了。

DDR4的时代到来:Skylake


Skylake核心示意图

Skylake可以说是自Sandy Bridge以来Intel最给力的一次升级了,CPU同时升级架构、工艺及核显,内存同时支持DDR3与DDR4,采用了更为先进的14nm工艺使得Skylake在频率提升、性能增强的同时功耗有了明显降低,而FIVR电压控制模块则被取消了,电压的控制也重新回到主板上。

Skylake处理器在超频上的改进可能让人眼前一亮,因为此前Intel对超频的限制颇多,全民超频的盛况早就不存在了,但Skylake处理器上,Intel虽然会继续限制倍频,但这次的BCLK外频限制没这么严了,外频能轻易超到125MHz以上,外频的解放更有助于极限超频玩家挑战更高记录。

核显方面,Skylake与Broadwell其实挺相似的,每组Subslice单元依旧是24个EU,但是整体规模变得越来越大了,Skylake最多可以扩展到3组Slice单元,也就是说最多会配备72个EU单元,因此Skylake也多出GT4这个级别的核显。

小修小补提升能耗比:Kaby Lake

Kaby Lake只是Skylake的优化版本,主要改善能耗比,然而这些在桌面版的处理器上表现并不明显,桌面版第七代处理器比较明显的区别只是频率高了。

Kaby Lake虽然都是使用14nm制程,不过Intel说他们对工艺进行了改良,Kaby Lake处理器上使用的新工艺使用了更高的鳍片与更宽的栅极间距,更高的鳍片意味着需要更小的驱动电流,这可减少漏电概率,而更宽的栅极间距这货会降低晶体管密度,这需要更高的电压但是可以降低生产难度,另外更宽的间距允许每个晶体管的产生的热有更多地方扩散,这有助降低内核温度并提升频率,这也是为什么Kaby Lake频率都比Skylake高但功耗则没什么变化的原因。

GPU方面Kaby Lake的核心与Skylake一样都是Gen 9,不过针对4K视频回放进行了改良,增加了H.265 Main.10、VP9 8/10-bit格式的硬件解码与编码,可大幅降低4K视频播放时的功耗,这对台式机来说可能不算什么,不过对移动设备来说降低功耗等同增加续航时间,这个是相当重要的。


这几年来Intel LGA 115X平台较有代表性的Core i7处理器规格一览(可点击放大)


近年来LGA 115X平台顶级主板芯片组规格一览

说真的主板芯片组的变化可能是给消费者更新换代的更大原因,如果说这些年来LGA 115X平台CPU给人的感觉总体差别不大的话,主板更新换代的差别就是相当大了,PCI-E总线从2.0变3.0,存储接口从SATA 3Gbps慢慢进化到SATA 6Gbps到现在最新的M.2/U.2接口,USB接口从2.0到3.0再到现在最新的3.1,这些都是能看得到且相当实在的变化,再加上主板厂商每次都会在主板上加新花样,可以说主板带来的变化更有让人更新换代的冲动。

上一页: Intel牙膏厂的由来
  1. 1. Intel牙膏厂的由来
  2. 5.4GHz同频测试
  3. 2.近年来Intel CPU架构回顾
  4. 6.温度与功耗测试
  5. 3.测试平台与说明
  6. 7.总结:同频性能平均每代提升5%
  7. 4.默频测试

  • 这些评论亮了
  • 游客  2017-01-14 21:46

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    107#

  • 游客  10-21 15:36

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    Q6600带1080的路过,没有玩不动的游戏
    2017-10-13 21:18
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  • 你打个战地1或者D加密的游戏看看,GPU占用根本吃不满,战地1估计开低都得看壁纸

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    134#

  • 游客  10-12 21:51

    好文。好文。顶顶顶

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    133#

  • 游客  09-03 17:39

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    装13
    2017-11-01 10:53
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  • Q6600帶1080最大的問題是主機板pcie支援到多少pcie2.0 16X剛好吃滿1080

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    132#

  • 游客  02-12 11:10

    不过8代这次提升最为明显!I7直接就是6核12线程!

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    131#

  • 游客  2017-11-01 10:53

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    Q6600带1080的路过,没有玩不动的游戏
    2017-10-13 21:18
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  • 装13

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    130#

  • 游客  2017-10-19 09:16

    好文章!

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    129#

  • 游客  2017-10-13 21:18

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    E3 带不动 1070,是什么意思?解释解释?
    装13也要有个限度好吧
    2017-03-22 09:28
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  • 游客:

    我2500k带1070都好好的,怎么个带不动法?
    2017-10-12 13:52
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  • Q6600带1080的路过,没有玩不动的游戏

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    128#

  • 游客  2017-10-12 13:59

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    这几年的提升少,是因为前几年的飞跃,英特尔前几年的提升速度已经远超当时时代了,对于其他硬件来说可以说有点过剩了,否则AMD也不会半死不活了,你觉得人家AMD不想吧芯片做好吗?搞笑了 有快就有慢,不可能年年都飞跃,又不是嫦娥。当然如果接下来数年英特尔还是慢慢挤牙膏耗光优势,那到时候自然有人来接替他现在的位置,这也不用您操心的。

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    127#

  • 游客  2017-10-12 13:52

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    E3 带不动 1070,是什么意思?解释解释?
    装13也要有个限度好吧
    2017-03-22 09:28
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  • 我2500k带1070都好好的,怎么个带不动法?

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    126#

  • Adonis小黑屋 2017-09-25 09:57

    为什么不加入SuperPI 1.5 XS MOD测试,怕打Intel老脸?怪不得有人说这里是 超 I N 网 ,果然如此!

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    125#

  • 游客  2017-09-21 20:50

    今年农企翻身了......

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    124#

  • 游客  2017-08-02 20:19

    i7好歹是高端型号,自然每年提升幅度会大一些,但如果试一下测试i5和i3,就会发现提升幅度极为有限。

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    123#

  • 游客  2017-06-12 11:42

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    游客:

    你先告诉我inter是什么
    2017-04-22 18:04
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  • 国际米兰

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    122#

  • 游客  2017-06-06 11:07

    游客:

    2010年买的I7 860用到现在,除了超高清视频看不了以外,运行什么都不卡--性能严重过剩,换作手机,有没有一款手机CPU可以用这么久?你们都诟病牙膏厂,牙膏厂这么挤牙膏,农企却半死不活,为什么?民用市场没有任何应用消耗那么高的性能;CPU技术越来越到极限。即便如此,企业市场Intel还是维持高速进步。
    2016-12-23 20:29 已有17次举报
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  • 游客:

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    游客:

    日,我是楼上,单位说错了。内存当时是M,不是G。哈哈。
    2017-01-03 11:33
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  • 吓死我了

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    121#

  • 游客  2017-05-29 11:01

    游客:

    i7-920, 用了8年了。换了3块显卡(目前970),加了内存和SSD。现在还是基本够用。GTA之类的不用最高也挺流畅。真的没遇到情况需要换CPU的。准备Optane出来再换整机。
    2016-12-30 11:10
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  • 游客:

    没必要换吧,我要是你我就再等个2~3年再换。我到怀疑是cpu提升了还是内存的效益
    2017-05-23 17:15
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  • 独显游戏玩家完全不会感受到内存频率效益

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    120#

  • zx353博士 2017-05-29 02:45

    游客:

    i7-920, 用了8年了。换了3块显卡(目前970),加了内存和SSD。现在还是基本够用。GTA之类的不用最高也挺流畅。真的没遇到情况需要换CPU的。准备Optane出来再换整机。
    2016-12-30 11:10
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  • 游客:

    没必要换吧,我要是你我就再等个2~3年再换。我到怀疑是cpu提升了还是内存的效益
    2017-05-23 17:15
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  • 870的话还是值得一换的。。2600K这样的还可以再战三年,虽然内存频率有点跟不上了。

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    119#

  • 游客  2017-05-23 17:15

    游客:

    i7-920, 用了8年了。换了3块显卡(目前970),加了内存和SSD。现在还是基本够用。GTA之类的不用最高也挺流畅。真的没遇到情况需要换CPU的。准备Optane出来再换整机。
    2016-12-30 11:10
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  • 没必要换吧,我要是你我就再等个2~3年再换。我到怀疑是cpu提升了还是内存的效益

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    118#

  • 豹纹鲨大学生 2017-04-24 13:18

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    i7-920, 用了8年了。换了3块显卡(目前970),加了内存和SSD。现在还是基本够用。GTA之类的不用最高也挺流畅。真的没遇到情况需要换CPU的。准备Optane出来再换整机。
    2016-12-30 11:10
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  • 京东已经上架了

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    117#

  • 游客  2017-04-22 18:04

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    你先告诉我inter是什么

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    116#

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