揭开Core i7的奥秘 C0和D0步进全比较

    在我们日常生活中的IT硬件企业或汽车行业，会经常出现产品获得错误修复，改善，或升级达到更长生命周期等情况。像汽车如果一个型号出现一些问题会让他们撤出市场，直到下一个新的产品接替这种车型，而这种情况通常发生在产品发布之后和新的继任者到来之前。

    但从硅芯片级别的产品来说我们往往把加入一些不同的改进的这种方式叫做步进，Intel推出的Core i7-975 Extreme是代替965 Extreme，也是用更先进的D0步进取代老式的C0步进，我们发现这两种步进之间存在着很大的不同。

新步进并不意味着更多的性能

    首先，我们要清楚地表明，修改过的处理器步进消除了已知错误，同时还可以改进生产过程。通常，这包括优化晶体管水平，这可能导致增大时钟速度，使用更低电压要求的规范运作，甚至增加功能。

    因此，最新的处理器通常显示的能源使用效率更高，因为他们相比之前的步进，在同样性能下能耗更低，然而，步进更新通常不会带来任何性能提高，但处理器厂商希望你为此付出更多的价钱。

新步进意味着更多的可能性

    我们决定比较这两款Core i7 Extreme editionsthe（3.2GHz 965和3.33 GHz 975），我们将两款处理器都运行在3.33GHz，我们发现了一些不同，然后我们在Zalman CPNS 10X散热器下进行超频，最后我们测量最高频率，C0的965和D0的975处理器都是很稳定的。

微星X58 Pro-E和Zalman CNPS 10X

主板: MSI X58 Pro-E

    采用的主板是MSI X58 Pro-E 3.1版本，已经经过了一些列的修订和改善，他是一个主流产品，但他不会满足顶级的发发烧友用来追求极限速度。5相供电足以在风冷下支持我们需要的Core i7的频率，3个PCI Express插槽能够接入3个显卡，其中1个只有4个通道，另两个都有16条通道。微星通过第三方控制芯片提供eSATA和1个SATA接口，另6个SATA由ICH10R提供，并支持AHCI和RAID 0, 1, 10, 5。

散热: Zalman CPNS 10X

    我们已经选用了思民新的Intel高端散热器，这新的CNPS 10X能够减少CPU核心温度同时忽略风扇转速，经测试，这款散热器足够可靠和足够强大。CNPS10X采用了铜核心，支持自动风扇调速，或手动调节3个不同风速。

 

    所有Core ì7处理器拥有四个处理核心，每个核心提供256 KB二级缓存，共享8MB三级缓存，以及处理器还支持超线程，使操作系统使用两倍数量的虚拟内核，Intel采用这一功能，以更好地利用内核的14级处理管线。

    最初的核心ì7处理器都是基于C0步进，从而在风冷下使用户能够达成位超过4GHz，液氮可以达到5GHz。Intel发布首批D0步进的产品Core i7 Extreme 975 (实际之前Core i7-920已经更新为D0 )，许多较慢频率的版本也更新到了D0步进，其中Core i7 950只有D0步进一个版本。

    一般你不会找到关于从一个步进更新到另一个步进后会有怎样变化，Intel在Core i7依然坚持使用了C0到D0步进的这种做法，它认为这是一种渐进的加强。

Core i7 Extreme 965

Core i7 Extreme 975

    虽然Core ì7 - 965 Extreme的频率是3.20 GHz，但我们让它运行在3.33GHz，以便为了直接比较的Core ì7 - 975 Extreme（主频为3.33GHz），所有的Core i7 Extreme处理器是不锁倍品的，可以轻松提高处理器频率。

      我们的第一个值得注意的结果是处理器电压，在相同频率满负载下电压有些不一样。

    C0步进的Core ì7 - 965 Extreme在3.33GHz的频率下电压在1.232V。

    同时，D0步进的Core ì7 - 975 Extreme，需要少一点电压，只有1.136V，这是8.45％的差距，可以节省一些功耗。空载电压非常相似，但仍然存在着区别。

    默认电压下，Core i7 965的外频调至133MHz，倍频调至26，主频稳定在3.47GHz。

    下一步电压和外频不动，倍频调至24，主频率稳定在3.6GHz

    接下来在BIOS里将CPU电压设置成1.192 V，CPU实际显示的是1.280 V，可以稳定在3.74GHz。设置成自动为1.176 V，CPU实际显示是1.264V，也就是默认电压。

    接下来我们进一步提高了处理器的电压为1.216V（BIOS中），实际CPUZ显示电压为1.296V。 但是，这并不能稳定运行在3.87GHz，因此我们不得不进一步增加电压到1.232V（BIOS），实际电压1.32V。

    最终，Core i7 965在BIOS电压1.32V，实际电压1.4V下可以稳定运行在4.0GHz。

    处理器在3.33GHz下的电压为1.136V， D0步进要比C0步进低了一些。

    我们没有修改BIOS的电压，我们将倍频提高至27，频率达到3.65GHz，有效电压自动上升到1.232 V。

    我们看到频率上升至3.74GHz，CPU-Z电压保持在1.24V，只上升了0.008V，此时相比C0步进由3.6GHz到3.74GHz需要较大幅度增加BIOS中的电压，而且在3.74GH频率下C0电压达到了1.28V，也比D0步进的要高。

    我们的下一站是3.87GHz，倍频增加至29，电压仍没有改变，为1.24V。 

Core i7-965 (CO) Overclocking	3,334 MHz	3,475 MHz	3,609 MHz	3,743 MHz	3,876 MHz	4,009 MHz
Multiplier	25	26	27	28	29	30
System Idle Power	111 W	111 W	111 W	112 W	113 W	113 W
System Peak Power	232 W	249 W	251 W	260 W	267 W	276 W
BIOS Vcore	1.176 V	1.176 V	1.176 V	1.192 V	1.216 V	1.232 V
CPU-Z VT	1.232 V	1.264 V	1.264 V	1.8 V	1.8 V	1.8 V
PLL	1.8 V	1.8 V	1.8 V	1.8 V	1.8 V	1.8 V
Fritz Chess Benchmark	12126	12517	12967	13392	-	13832
Stable	Yes	Yes	Yes	Yes	No	Yes

    事实上，C0步进的Core i7-965超至4.0GHz，需要继续增加电压，而D0步进在1.232V下即可达到4.0GHz（笔者认为此时只能正常进入系统），这说明D0步进降低电压的同时还能保持在较高频率。

    在1.312V电压下，Core i7-975可以超至4.14GHz

    我们尝试将倍频调至32，主频达到4.27GHz，尽管电压达到了1.36V，但仍不能在高负载下运行，也就是说这颗D0步进在风冷下不能超过4.2GHz。

Core i7-975 (DO)  Overclocking	3,334 MHz	3,475 MHz	3,609 MHz	3,743 MHz	3,876 MHz	4,009 MHz	4,144 MHz	4,277 MHz
Multiplier	25	26	27	28	29	30	31	32
System Idle Power	110 W	110 W	110 W	110 W	110 W	110 W	111 W	113 W
System Peak Power	217 W	230 W	246 W	253 W	257 W	258	275 W	289 W
BIOS Vcore	1.152 V	1.152 V	1.152 V	1.152 V	1.152 V	1.152 V	1.152 V	1.202 V
CPU-Z VT	1.136 V	1.2 V	1.232 V	1.232 V	1.232 V	1.232 V	1.232 V	1.28 V
PLL	1.8 V	1.8 V	1.8 V	1.8 V	1.8 V	1.8 V	1.8 V	1.8 V
Fritz Chess Benchmark	12138	12570	13047	13520	13966	14360	14818	14818
Stable	Yes	Yes	Yes	Yes	Yes	Yes	Yes	No

System Hardware
Benchmarks	Details
Core i7 CO Stepping	Intel Core i7-965 Extreme (45 nm, 3.2 GHz, 4 x 256 KB L2 and 8 MB L3 Cache, TDP 130 W, Rev. C0)
Core i7 DO Stepping	Intel Core i7-975 Extreme (45 nm, 3.33 GHz, 4 x 256 KB L2 and 8 MB L3 Cache, TDP 130 W, Rev. D0)
Motherboard (Socket 1366)	MSI X58 Pro-E Revision: 1.1 Chipset: Intel X58 + ICH10R BIOS: 8.3
RAM DDR3	3 x 2 GB DDR3-1600 (Corsair TR3X6G-1600C8D 8-8-8-24)
Graphics	Zotac Geforce GTX 260?/STRONG> GPU: Geforce GTX 260 (576 MHz) Graphics RAM: 896 MB DDR3 (1998 MHz) Stream Processors: 216 Shader Clock: 1242 MHz
Hard Drive	Western Digital VelociRaptor, 300 GB (WD3000HLFS) 10,000 RPM, SATA/300, 16 MB Cache
Blu-ray Drive	LG GGW-H20L, SATA/150
Power Supply	PC Power & Cooling, Silencer 750EPS12V 750W
3D Games Benchmarks and Settings
Benchmarks	Details
Far Cry 2	Version: 1.0.1 Far Cry 2 Benchmark Tool Video Mode: 1280x800 Direct3D 9 Overall Quality: Medium Bloom activated HDR off Demo: Ranch Small
GTA IV	Version: 1.0.3 Video Mode: 1280x1024 - 1280x1024 - Aspect Ratio: Auto - All options: Medium - View Distance: 30 - Detail Distance: 100 - Vehicle Density: 100 - Shadow Density: 16 - Definition: On - Vsync: Off In-game Benchmark
Left 4 Dead	Version: 1.0.0.5 Video Mode: 1280x800 Game Settings - Anti Aliasing none - Filtering Trilinear - Wait for vertical sync disabled - Shader Detail Medium - Effect Detail Medium - Model/Texture Detail Medium Demo: THG Demo 1
Audio Benchmarks and Settings
Audio	Details
Itunes	Version: 8.1.0.52 Audio CD ("Terminator II" SE), 53 min. Convert to AAC audio format
Lame MP3	Version 3.98 Audio CD "Terminator II SE", 53 min. convert WAV to MP3 audio format Command: -b 160 --nores (160 Kbps)
Video Benchmarks and Settings
Benchmarks	Details
TMPEG 4.6	Version: 4.6.3.268 Video: Terminator 2 SE DVD (720x576, 16:9) 5 minutes Audio: Dolby Digital, 48000 Hz, 6-channel, English Advanced Acoustic Engine MP3 Encoder (160 Kbps, 44.1 KHz)
DivX 6.8.5	Version: 6.8.5 == Main Menu == default == Codec Menu == Encoding mode: Insane Quality Enhanced multithreading Enabled using SSE4 Quarter-pixel search == Video Menu == Quantization: MPEG-2
Xvid 1.2.1	Version: 1.2.1 Other Options / Encoder Menu - Display encoding status = off
Mainconcept Reference 1.6.1	Version: 1.6.1 MPEG-2 to MPEG-2 (H.264) MainConcept H.264/AVC Codec 28 sec HDTV 1920x1080 (MPEG-2) Audio: MPEG-2 (44.1 kHz, 2-channel, 16-bit, 224 Kbps) Codec: H.264 Mode: PAL (25 FPS) Profile: Settings for eight threads
Adobe Premiere Pro CS4	Version: 4.0 WMV 1920x1080 (39 sec) Export: Adobe Media Encoder == Video == H.264 Blu-ray 1440x1080i 25 High Quality Encoding Passes: one Bitrate Mode: VBR Frame: 1440x1080 Frame Rate: 25 == Audio == PCM Audio, 48 kHz, Stereo Encoding Passes: one
Application Benchmarks and Settings
Benchmarks	Details
Grisoft AVG Anti-Virus 8	Version: 8.5.287 Virus base: 270.12.16/2094 Benchmark Scan: some compressed ZIP and RAR archives
Winrar 3.9	Version 3.90 x64 BETA 1 Compression = Best Benchmark: THG-Workload
Winzip 12	Version 12.0 (8252) WinZIP Commandline Version 3 Compression = Best Dictionary = 4096 KB Benchmark: THG-Workload
Autodesk 3D Studio Max 2009	Version: 9 x64 Rendering Dragon Image Resolution: 1920 x 1280 (frame 1-5)
Adobe Photoshop CS 4 (64-Bit)	Version: 11 Filtering a 16MB TIF (15000x7266) Filters: Radial Blur (Amount: 10; Method: zoom; Quality: good) Shape Blur (Radius: 46 px; custom shape: Trademark sysmbol) Median (Radius: 1px) Polar Coordinates (Rectangular to Polar)
Adobe Acrobat 9 professional	Version: 9.0.0 (Extended) == Printing Preferenced Menu == Default Settings: Standard == Adobe PDF Security - Edit Menu == Encrypt all documents (128-bit RC4) Open Password: 123 Permissions Password: 321
Microsoft Powerpoint 2007	Version: 2007 SP2 PPT to PDF Powerpoint Document (115 Pages) Adobe PDF-Printer
Deep Fritz 11	Version: 11 Fritz Chess Benchmark Version 4.2
Synthetic Benchmarks and Settings
Benchmark	Details
3DMark Vantage	Version: 1.02 Options: Performance Graphics Test 1 Graphics Test 2 CPU Test 1 CPU Test 2
PCMark Vantage	Version: 1.00 PCMark Benchmark Memories Benchmark
SiSoftware Sandra 2009	Version: 2009 SP3 Processor Arithmetic, Cryptography, Memory Bandwith

SiSoftware Sandra 2009

    虽然步进升级理论上不会提高性能，但它实际还是带来了轻微提升。大多数基准测试显示，新步进D0有点好处。

PCMark Vantage

3DMark Vantage

    在游戏中Core i7-975 Extreme (D0) 相比C0步进的老版本继续领先。

应用测试：

音频编码测试：

视频编码测试：

系统功耗测试：

    C0和D0步进相比，待机时功耗基本相同，D0步进没有在功耗上获得多少好处，在相同频率下仅节省了1W。

    当运行Prime95让系统达到满载时，Core i7 975 Extreme的优势体现了出来，D0在同样频率下比C0步进节省了15W，功耗节省还是非常明显的。 

运行PCMark Vantage功耗测试：

    结果，在运行一遍完整PCMark Vantage：Core i7 975 功耗为155.7W，而Core i7 965达到了161.4W。

    运行一遍PCMark Vantage D0步进的系统每小时消耗34.9W， C0步进的系统每小时则消耗 36.2W。

PCMark Vantage效率：

    
    除了运行PCMark Vantage时的平均功率外，我们还计算了PCMark Vantage性能效率得分，就是用性能得分除以功耗，D0步进仍然要好于C0步进。

    如上图所示，运行PCMark Vantage时的每一个时间点D0步进功耗都要小于C0步进。

    虽然步进升级通常有利于处理器供应商修改大多数的错误，理论上不会改变处理器的性能，但实际要比预期有很大的差异。D0步进的Core i7-975在3.33GHz，比老的C0步进（965）要更好一些。

    我们希望新的D0步进相比C0步进在功耗上能有所优化，实际在空闲时，系统的功耗几乎没有改变，但在高负荷时，Core i7 975 Extreme处理器成功地减少了系统的功耗，大约在6.9%左右。因此，在效率测试中新D0步进也更好。

    但这还不是全部，我们发现，D0步进ì7 - 975在没有任何电压增长的时候能够超至4.0GHz，而ì7 - 965处理器需要提高电压才能运行在3.74 GHz。D0 ì7 - 975处理器还可以超频至4.27GHz，但并不稳定，直到我们减少至4.14GHz，Core i7-965甚至不能做到这一点。最后，我们发现，D0步进比C0步进在性能上有略微提高。