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不止是工艺 T博士白话讲解IVB特色技术


CBSi中国·ZOL 作者:中关村在线 田梦杰 责任编辑:吴俊杰 【原创】 2012年04月26日 05:41 评论
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T博士白话讲解IVB特色技术

  前言:全新第三代智能酷睿处理器Ivy Bridge架构英特尔终于宣布正式发布了。全新的22纳米工艺制程处理器再一次领跑了业界发展。这也是很多持币观望的朋友们跃跃欲试。究竟这次Ivy Bridge架构处理器是英特尔的一个噱头还是确有实质的性能提升,下面,就请大家跟随T博士来详细了解一下。


  在2012年4月24日,英特尔发布了其三代酷睿智能处理器,新的处理器架构命名为Ivy Bridge(以下简称IVB)。全新的IVB处理器架构采用了先进的22纳米工艺制程,处理器的性能也将伴随着处理器制作工艺的提升而迈到一个新的台阶。在处理器发热、功耗上也将能够获得更好的控制。下面,请大家跟随T博士来了解一下新的IVB处理器架构都有哪些特色技术。


不止是工艺 T博士白话讲解IVB特色技术

  由于处理器制作工艺的提升,也就意味着在相同的处理器面积上能够继承更多的晶体管数量,提升运算性能。值得一提的是处理器内部集成的核芯显卡性能也将更加强劲,由其融合的核芯显卡由Sandy Bridge架构的HD 2000升级为HD 4000图形图像处理能力也得到了加强。这对于移动便携计算的发展起到了促进作用,可以广泛应用在超极本产品中,在保证移动便携的同时,也能够兼顾性能;更低的功耗同时也能让超极本的续航能力大大提升。

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第一批发布的IVB系列处理器

  接下来,T博士就带大家看看英特尔全新的Ivy Bridge处理器相比第二代酷睿智能处理器有哪些特色技术,分别从22纳米、3D晶体管、HD 4000核芯显卡、自动睿频性能提升幅度、TDP热设计功耗最高仅为77W、LGA 1155接口等六个亮点技术分别为大家逐一白话解读。看看新架构处理器到底值得不值得升级。

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22纳米工艺有多小?

T博士白话: 22纳米有多小?

  22纳米有多大?这是个好问题,首先我们必须搞清楚纳米的概念是什么,让我们做一个简单的换算:1米=1000毫米,1毫米=1000微米,1微米=1000纳米,也就是说1纳米就等于把1毫米缩小100万倍。这是怎样的概念?也就是100万纳米才等于我们在尺子上所看到的最小刻度。

  用原子作为参照物来看,1纳米相当于原子半径的四倍,所以22纳米的大小,用肉眼是不可能观察到的。我们的计算机核心处理器正是由22纳米的晶体管构成的,用Ivy Bridge来举例:14亿个晶体管才能构成我们所见到的Ivy Bridge单颗晶圆。既然说到了面积,那么我们就从面积来看22纳米相对于32纳米的进步。


IVB首测

22纳米和32纳米的面积对比

  我们在上图中可以看到22纳米和32纳米之间的面积对比,22纳米明显比32纳米要小很多,这意味着英特尔在设计晶圆的时候能够用更小的面积实现更庞大的晶圆电路,从而让性能提升的同时降低芯片体积。

  在同样的芯片面积中22纳米工艺设计的电路无疑会比32纳米更加复杂,而同样的,如果两者之间采用同样的电路设计,那么22纳米工艺无疑会比32纳米的体积更小,同时由于工艺的原因,22纳米带来的电能消耗也会更低——因为22纳米的漏电现象会比32纳米改良很多。

IVB首测
Ivy Bridge核心晶圆

  放到设计端来看,22纳米允许设计者将更复杂的电路缩小到跟原来同样的体积,而同样的,如果要实现跟原来等同的性能,那么只需要比此前小40%的电路面积就能实现,对于设计者来说,这无疑是给了他们很大的设计空间或余地。3-D三栅极晶体管的电流控制是通过鳍状物三面的每个(栅极)通道,这样设计可以保证提供更多的电流控制通道,可以使晶体管在开启状态下通过更多的电流,在关闭的状态下尽可能让电流接近于零,而22纳米工艺明显能让单位面积中容纳更多的晶体管电路,这样一来就能实现降低功耗的同时提高性能的目的。

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晶体管也能3D立体吗?

T博士白话:晶体管也能3D立体吗?

  英特尔全新的Ivy Bridge处理器架构中的亮点就是笔者今天要和大家介绍的3D三栅极晶体管技术。3-D三栅极晶体管使得制造更小的半导体成为可能,在提高性能的同时降低了能耗。与之前的32纳米平面晶体管相比,22纳米3-D三栅极晶体管在低电压下将性能提高了37%,而全新的晶体管只需消耗不到一半的电量,就能达到与32纳米芯片中2-D平面晶体管一样的性能。


拿什么拯救你我的摩尔定律?3-D晶体管
2D平面结构晶体管示意图

  那么什么才是好的晶体管呢?设想非常常见的淋浴开关,关上淋浴的时候,不希望水滴下来,打开淋浴的时候,希望这个水能够有很好的水流出来,水量很高,可以很好的冲澡。晶体管是一样的,我们希望控制好关闭的状态,确保没有漏电的情况。打开的时候,我们希望有很强的电流。

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3D三栅极晶体管让电子流通过的数量大大增加

  三栅极的晶体管能够很明确的改善用户的体验。包括超极本、PC以及服务器。但是这种晶体管也非常适用于体积更小,更便于携带的设备,比如说平板电脑智能手机

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3D三栅极晶体管性能

  最新的22纳米生产线上生产的3D三栅级晶体管的技术,该技术可以在保持低压下提高30%的性能,或者功率不变同时降低50%功耗,改善用户体验,且适用于便携设备。

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HD Graphics 4000让核显不再鸡肋

T博士白话:Intel HD Graphics 4000让核显不再鸡肋

  对于大众消费者来说,如果没有特殊的图形处理需求的话,选择一款核显处理器也是一个非常明智的选择。在SNB时代,我们可以说核芯显卡的图形处理性能较为有限,但是,如今的Ivy Bridge上市之后,全新的Intel HD Graphics 2500/4000让消费者朋友们重新认识了处理器集成的核芯显卡,让核显不再鸡肋。


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Intel图形和媒体控制面板系统信息

  当然,核显的性能再强大也不可能取代独立显卡,不过Intel在核芯显卡针对视频硬件解码做了相应的优化,这也是本身核芯显卡定位的用户群所需要的。这对于喜欢看电影的朋友来说无疑来说是件好事儿。

IVB首测
Ivy Bridge的芯片

  功耗方面,Intel宣称新的图形核心可在同等性能下降低一半的功耗,能耗比因此翻番;执行单元的Co-issue并行运算可以支持更多操作,同时每个单位面积的IPC更高,直接减少了漏电率;与三级缓存之间共享所需的功耗也会更低。

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3DMark 2006测试

  先进的Ivy Bridge处理器架构对于今后核显处理器的发展起着至关重要的作用。对于高性能便携移动计算设备性能的提升也奠定了坚实的基础。

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移动版IVB处理器自动睿频很给力

T博士白话:移动版IVB处理器自动睿频很给力

  智能睿频2.0技术的英文全称是Turbo Boost 2.0,正如其字面意思一样,智能睿频2.0技术能够让处理器的性能得到涡轮增压一样的增效,表现在使用体验中就是让用户能够在执行任务的时候更加高效。简单来说,睿频加速技术能够在需要的时候将频率自动提升,而在不需要的时候将频率和电压降低以节省消耗,这种智能的超频当然是用户所需要的。


IVB首测
智能睿频2.0技术示意

  最新的睿频2.0加速技术允许处理器超过TDP一小段时间来达到最大高睿频频率以获取最快的运算效能。比如我们想处理一批图片,使用光影魔术手的批量处理功能时第三代智能酷睿处理器就会自动将CPU的主频提升到一个适当的频率,从而让处理图片的速度更快,达到提高工作效率的最终目的。

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自动降频时的Core i7-3770K

  当然,就像我们在本章节开头所说的那样,智能睿频2.0技术还同时提供自动降低频率以节约能耗,达到省点节能的目的,这同样是睿频技术的特色之一,可以说智能睿频2.0技术确实不愧被称之为“智能”技术。

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IVB是头好奶牛,吃草产奶低功耗

T博士白话:IVB是头好奶牛,吃草产奶低功耗

  在处理器的制作工艺提升之外,我们经过测试发现,处理器在平台运行上性能提升了之外,在功耗上反而降低了,Intel 酷睿i7-3770K热功耗设计仅为77W,这在未来笔记本电脑的开发上也起到了推动作用,在性能提升的同时,功耗的降低也能让移动计算设备的续航能力得到加强。


3D晶体管引发革命 第三代智能酷睿首测

测试所使用的功耗仪

经过ZOL评测中心的

3D晶体管引发革命 第三代智能酷睿首测
功耗测试

  在待机状态下,我们可以看到Core i7 3770K平台仅仅为50W左右,而Core i5 3570K更是只有44W,即使是在满载的情况下Core i7 3770K的功耗数值也只有121W,Core i5 3570K在满载情况下同样只有114W的功耗,这其中还包含了主板内存硬盘甚至电源本身所损耗的功耗,实话实说,22纳米3-D三栅极晶体管所带来的功耗进步是显而易见的。

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延续LGA 1155接口,升级很Eazy!

T博士白话:延续LGA 1155接口,升级很Eazy!

● LGA 1155接口,向下兼容,方便升级

 

 

 

 

 

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