究竟有多强 Intel首款四核处理器速评

　　在上周末，我们ZOL评测室通过特殊渠道获得了一颗Intel四核处理器，为了让大家了解这款处理器的性能，ZOL评测室为您第一时间献出四核处理器评测。首先让我们来看一下目前处理器的发展趋势。

　　目前处理器的时钟频率也已经是许多人不再关心的问题了，Intel Core构架彻底抛弃了Netburst构架的时钟频率论，处理器的发展也都遵循摩尔定律来发展，40年过去了，这个定律依然未能被打破。在时间飞逝的日子里人们对处理器性能的需求越来越苛刻，回想过去几年中由几百兆赫兹转眼变成几千兆赫兹的光景不再可能出现，频率和x86处理器的技术显然已经渐渐走到尽头，停滞不前是不明智的，唯一的办法只有去改变。

CEO贝瑞特

　　处理器随着频率的增高它的工作温度也越来越高，更多的功能令良品率大幅降低，制程的进步令漏电情况更加严重，几方面因素是直接导致了处理器停滞不前的主要原因。Intel原本的4GHz计划被搁置，让我们看到了CEO贝瑞特无奈单膝跪地希望技术人员原谅的一幕。

45nm工艺测试的300mm晶圆

　　多年以来处理器除了在主频、接口发生改变之外，在构架上并没有发生重大改变。直至Intel Core构架之前，Intel和AMD处理器都是基于x86构架研发的，拥有不少RISC处理器的特性，例如：超纯量运算（SuperScalar）、超级执行管线（SuperPipeline）及动态执行（Dynamic Execution），其实这些早已经在Pentium Pro的时代出现了，一个很老的构架沿用至今，只是在频率、缓存及管线得到了加强，不能不让人感到处理器要革命了。

　　为了纪念摩尔定律出现40周年，英特尔在国东部时间2005年4月19日发布首款双内核处理器——Pentium Extreme Edition 840，它的每一个核心主频均为3.2GHz，每个内核还具有1MB容量的二级缓存，售价最初被定位在999美元。

双核心PD840 EE工程样本

　　全新的命名规则：英特尔也去掉了在以往用型号和数字编码组合命名CPU的方法，新一代的双核心Pentium 4叫做Pentium D，同时还会有一个由8开头的型号，根据主频的不同分为Pentium D820、Pentium D830、Pentium D840等几款产品。此外还有一个根据新的Smithfield核心而来的Pentium Extreme Edition（我们称为至尊版）的处理器，其二者间的差异只是Pentium Extreme Edition会启动Hyper Threading技术，处理器的前端总线提高到1066MHz。

双核心840EE背面

　　技术仍然有待发展：起初英特尔决定让每一个核心采用1MB的L2高速缓存，因为整个4MB的L2高速缓存会占据90纳米制程的Smithfield裸晶的三分之一的面积，这样算下来Pentium D或EE处理器的裸晶面积为206平方厘米，一共有2.3亿个晶体管。在频率上，受到制程工艺的影响，双核处理器是无法达到14x 266 MHz = 3.72 GHz的高主频，在65纳米工艺成熟时，这个瓶颈将被打破。

内部核心蓝图

　　从上面的图片看上去，这款双核处理器看起来可以像两个90纳米制程拥有1MB二级缓存的Pentium 4 Prescott处理器的组合，这颗CPU集成了2.3亿的晶体管，两颗核心可以共享6.4GB的带宽，每一个核心都提供了一个1MB的二级缓存，这样整块CPU就拥有2MB二级缓存。

双核流程图示

　　双核心自己内部彼此的沟通是透过一个特殊的总线接口，也就是说，对彼此的L2高速缓存的实际存取可以透过此一接口，或是也可以依赖前端总线（front side bus）；此外，所有的Smithfield核心为主的产品都支持诸如XD bit、英特尔64位延伸模块（EM64T）及可以将2.8GHz等较快处理器降低时脉速度，以及有较低效能需求的加强SpeedStep（Enhanced SpeedStep）等功能。

　　Intel在发布基于90纳米制程的双核处理器时似乎有些仓促，产品发布之后不久也暴露出很多问题。然而激烈的竞争是不允许错误出现的，很快06年1月5日，Intel推出了采用65纳米工艺制造的Pentium9XX系列旗下最高端的一款产品XE 955处理器，这款处理器与90纳米工艺制造的PentiumD840相比在能耗上会降低30%左右，除了采用全新的65纳米制程技术制造的优势外，另一个重要的方面就是将每核心的二级缓存由原来的1MB提升到了2MB，在Pentium XE 955内部总共集成了3.76亿个晶体管，比Pentium D8XX（2.3亿个）要多将近1.4亿个，并全面支持Intel的Intel虚拟机技术、MMX技术、SSE/SSE2/SSE3系列技术、EM64T和防病毒等多项技术。

Pentium XE 955工程样品

　　与Pentium Extreme Edition 840相比，Pentium XE 955由于二级缓存容量更大、支持1066MHz FSB，因此性能也更强劲。Pentium XE 955的每颗核心都支持超线程，因此同一时刻可以运行四个进程。功能上全新一代的Pentium9XX系列处理器包括XE 955处理器都加入了Intel Virtualization Technology（虚拟机）技术，简单地说就是让一台电脑同时可以支持多个不同的操作系统。新一代微软Windows Vista也将会支援VT技术，玩家也可以通过第三方软件来实现VT技术。此外Intel内部现时已经在研发VT Phase II，将会是完全硬件层面支援而无需要软件的配合。

从双核诞生到四核出现仅用了一年半的时间

Intel Roadmap

　　自2005年4月19日发布一款双核处理器到此次我们收到的这款四核产品，时间还不到一年半的时间，如此之快的速度很难想象在今后八核处理器的研发上是否成为瓶颈。

　　刚才在上页我们看到的Intel Roadmap路线图中，已经将Kentsfield列入了07年Q1的发展计划，根据目前市场的情况来看，大量奔腾D库存还没有清空，Kentsfield如果要大量上市还要等上半年，但Kentsfield与大家正式见面的时间已经很快了。

　　在产能方面，据Intel首席财务官Andy Bryant表示，早在05年的时候Intel相继将8寸晶圆厂升级至12寸厂，并持续将技术由90纳米工艺提升至65纳米工艺，将使得Intel双核心芯片拥有更高的生产效率，节省更低的生产成本。相比之下目前AMD仅有1座位于德国德勒斯登的12寸厂Fab 36投产时间较晚，因此在产能上并占优势。

桌面处理器列表	主频	前端总线	二级缓存	售价
Core 2 Extreme X6800	2,93 GHz	1066	4 MB	999 $
Core 2 Duo E6700	2,66 GHz	1066	4 MB	530 $
Core 2 Duo E6600	2,40 GHz	1066	4 MB	316 $
Core 2 Duo E6400	2,13 GHz	1066	2 MB	224 $
Core 2 Duo E6300	1,86 GHz	1066	2 MB	183 $

　　现阶段Intel Conroe核心的处理器将是桌面处理器市场的主打产品。另一方面竞争对手也不甘示弱，K8L即将是AMD推出的下一代四核心Opteron系列CPU的代号， 同时该处理器也会作为下一代的AMD Athlon 64 FX桌面处理器出现在市场上，根据国外资料证实，新款处理器包括65纳米生产工艺、共享三级缓存、HyperTransport x16互联、FB-DIMM内存支持、动态独立核心管理(DICE)等技术。

AMD K8L处理器

　　从图上可以看出，新一代处理器将采用65纳米SOI工艺制造，K8L每个核心都具备新的分支预测能力，可以在每个时钟周期内完成两个128位载入、执行最多四个双精度浮点操作，以及两个128位的SSE数据流，并支持SSE指令集扩展。

共享的L3缓存

    K8L最重要也最大的变化就是AMD的工程师为其重新设计了一个额外的缓存单元——L3缓存。这个L3缓存可以与这四个核心的任意一个进行共享，并且允许在四核心环境下的某些延迟，该L3缓存将会按所需要进行扩充。我们有理由相信L3共享缓存的加入会使K8L执行效率会更高、今后的技术升级也会更顺利。

    AMD的HyperTransport互连总线也将升级为3.0版本，数量4条，速率x16。新的架构可在处理器与北桥之间提供5.2GT/s的超高数据传输带宽。至于FB-DIMM内存，AMD表示将在“合适的时候”提供“对下一代内存规格的支持”，所以有理由相信目前的K8L只是暂时屏蔽对新内存的支持，等到FB-DIMM内存的价格下降到可接受的程度，AMD就会打开对其的支持。

　　我们通过特殊渠道得到了这颗Kentsfield的四核处理器，因没有适合此款处理器的主板，于是笔者四处打听可以支持这款处理器的主板，最后终于借到一款QDI的965G主板。

处理器实物曝光

　　这款处理器工作主频为2.4GHz,具有两个芯核，四个计算核心,8M二级缓存，采用65纳米工艺制造,1066MHz前端总线。它的大小和Socket 775架构的Clovertown（双芯核WoodCrest）差不多。在平台兼容性上，Kentsfield可以支持现有的975X芯片组，而Conroe也同样支持该芯片组，毕竟二者在本质上并无太大区别。不过由于Conroe和Kentsfield的核心电压与现有处理器略有不同，因此在2006年1月之前生产的首批975X主板需要不同的电压调节模块(VRM)才能支持新的Core架构。不过Intel工程师明确表示，未来数月内推出的P965、Q965、G965等965系列芯片组将可以完美支持Kentsfield。

Kentsfield（右）与Presler（左）背部对比

　　根据Intel提供的核心架构图，Kentsfield只是单纯地把两颗双核心Conroe封装在一起而来，与此前双核Pentium D的设计有些类似。Pentium D就曾经遇到了核心读取缓存数据时，因争抢前端总线带宽造成系统瓶颈的问题，Kentsfield是否会出现这个问题能，我们暂时还不能作出结论。

 

　　对于代号为Kentsfield的四核心处理器，原计划只有采用VRM 11电压调整模块的旗舰型Intel i975X主板才能够对其提供支持，不过具最新消息表明，经过重新设计之后的主流高性能平台——Intel 965系列芯片组同样能够提供对四核心处理器的支持。不过现有965主板用户手中的产品显然是无法做到这一点的，因为要使采用965系列芯片组的主板产品支持Kentsfield处理器，除了电压调整模块需要升级至VRM 11标准外，还需要比原有公版设计多出两组采用124Ω上拉电容的GTLREF分压器，以及210Ω下拉电容搭配1μF电容，并接上处理器定义的G10、F2针脚。作为大陆为数不多具备自主研发生产能力著名板卡厂商，QDI率先宣布推出支持四核心Kentsfield处理器的965主板。

主板全貌

　　这款能够支持Kentsfield四核心处理器的QDI 965主板采用了QDI所一贯采用了海蓝色PCB板，标准ATX结构，大板设计，整体做工和用料均相当出色。主板基于Intel G965+ICH8南北桥芯片组设计，能够完美支持Kentsfield核心的处理器。

内存扩展插槽特写

　　主板支持1066/800/533MHz前端总线，提供了多达4组的DIMM内存插槽，能够支持双通道DDR2-800/667/533内存，最大支持内存容量为8GB。4组内存插槽以蓝绿两色进行区分，方便用户组建双通道。

功能扩展插槽特写

　　虽然Intel G965北桥芯片已经为此款产品提供了性能足够强大新一代GMA X3000显示核心，但是主板仍然提供了多达两组的PCI-E x16显示卡接口，能够提供对ATI CrossFire交叉火力技术的支持，要知道这一点目前也仅仅只有旗舰型的i975X主板才能够做到。

主板磁盘接口特写

　　Intel ICH8南桥芯片为主板提供了4组SATA串行磁盘接口。不过由于ICH8系列略显激进的省略了IDE接口，因此这块QDI 965通过一颗联阳（ITE）的桥接芯片额外提供了2组IDE接口，完全能够满足用户连接多个IDE设备的需求。

处理器供电部分特写

　　这块主板的处理器供电部分设计的十分抢眼，豪华的四相回路供电模组，同时为每相配备了多达3颗的高品质MOS管，搭配4组半封闭式陶瓷电感以及大容量高品质日系松下电容，这些都为四核心处理器的稳定运行以及超频使用打下了坚实的基础。

主板背部I/O接口特写

　　由于主板整合了GMA X3000显示核心，因此在其背部I/O接口处提供了一组VGA显示接口，而一组白色的同轴接口也极大的满足了数码用户的使用需求。

1.36版的CPU-Z已经能够对主板进行很好的识别

　　最新的1.36版CPU-Z软件能够对这款QDI 965主板进行很好的识别，其具体型号为QDI P5I965P（G）。据悉，QDI的此款965主板于九月初便可上市。

　　在我们收到这款产品之前，我国台湾省沧者极限论坛Coolaler将一块英特尔四核心Kentsfield处理器超至4.75GHz，同时创下了新的记录。

测试系统

测试系统配置：
Kentsfield E6700 2.67GHz四核心处理器
Asus P5W DH主板，bios 801
G.Skill 8000GBHZ@ 3-3-3-4-2-A-D 内存
OCZ Powerstream 600W sli电源
Club 3D Geforce 7950GX2显卡
Mousepot copper铜管
LN2液氮制冷

3D MARK06测试成绩

Super PI测试成绩

测试系统温度已经极低，最低达到零下180度

CINEBENCH测试成绩

　　在本次测试过程中，为保证测试数据的真实准确，使用纯英文版Windows XP Professional+SP2版本的操作系统，关闭所有Windows开机启动项，并不对操作系统进行任何优化，用以获取最大的系统稳定性与兼容性。除在运行PCMark 2005时需要使用“Windows XP”默认桌面主题和“最佳效果”之外，在其他测试程序运行过程中均采用“Windows经典”桌面主题和“最佳性能外观”，关闭屏幕保护，休眠，系统还原以及自动更新等功能。

        另外，测试时屏蔽主板相应的音频和网络等板载芯片，并统一使用通过微软WHQL认证的主板和显示芯片组驱动程序，为获取最为真实原始的客观评测数据提供基础。最后需要说明的是，测试中所涉及的产品参数以及主板和显示芯片组驱动程序都会在测试平台说明中给予相应注释。

测试平台软硬件环境及驱动程序版本说明：
 

硬 件 环 境
CPU	Intel Core 2 Extreme X6800 (2.93GHz/4MB)
主板	QDI P5IP965P（G）
内存	2 x 1024MB Apacer DDR2 800（4-4-4-12）
硬盘	Seagate 7200.7 120G（7200RPM/8M Cache）
显卡	nVIDIA Geforce 7800GTX 256MB（500MHz/1350MHz)
显示环境	17英寸纯平CRT（1024 x 768@85Hz 32Bit）
电源	Thermaltake XP550 PP（额定输出功率：450W）
软 件 环 境
操作系统	英文版Windows XP Professional 2600+SP2
主板芯片组驱动	Intel Chipset Software Installation Utility 8.0.1.1002
显示芯片驱动
	nVIDIA ForceWare 91.31 WHQL
其他驱动	Directx 9.0C(4.09.0000.0904)

　　本次测试与以往的测试不同，由于时间的关系本次测试采用了速评的方法，重点测试了几项可以反映多核处理器性能的测试项目，并且所有测试项目是在《个人电脑》杂志编辑指导下完成的，在此感谢《个人电脑》杂志的大力支持。

CPU-Z截图

　　我们使用了最新版本的CPU-Z，但是仍然没有正确识别出Intel CPU的logo,在Code Name中已经正确显示Kentsfield。制程显示为65纳米，默认工作电压为1.248V，在Revision选项中处理器的步进值为B0，在指令集方面同样支持MMX、SSE、SSE2、SSE3、SSE4、EM64T。下面的频率显示栏中，处理器的主频及倍频都没有被识别出来，外频为266MHz，前端总线为1066MHz，二级缓存是2x4MB。

系统常规信息

设备管理器

　　在设备管理器中，系统识别出了4颗处理器。

测试软件	测试子项	测试得分
SYSMark 2004 SE	Overall	319
	ICC	434
	OP	234
WebMark 2004	Overall	172
PCMark05	Overall	6602
	CPU	7732
	Memory	5217
3DMark06	Game	2788
	CPU	3670
Real Application
Audio	Magix 2005 Deluxe	25
	Lame 3.97 (MT)	147
Video	Windows Media Encoder	411
	Ulead Video Studio 10	318
	TMPGEnc	130
	DivX 6.1	90
Image	Adobe Photoshop CS	38740
	3DMAX	3148
File	WinRAR	118

四颗处理器同时运行SuperPI测试小结：

　　经过一段时间测试，我们发现这款处理器的温度与XE6800在满载时的温度几乎相同，在运行其它测试的时候处理器的温度略有偏高，这可能与我们拿到的处理器是工程样品有关。在PCmark05中，该款处理器7732分的成绩表现出四核处理器的强劲性能，在3DMax渲染中该款处理器的成绩表也不俗，与以往测试XE6800和Conroe6600相比，它的成绩是介于以上两颗处理器之间，如果有正式版产品相信测试结果会更好。

前景看好 45纳米成功试产

　　在我们收到这款处理器之前，IBM、三星、英飞凌和特许半导体4家公司，共同试产了45nm工艺的集成电路，并开始向客户供货。于此同时，这4家公司宣布这种45nm电路在IBM位于美国纽约East Fishkill的12英寸晶圆厂研制并最终完成，这将意味着在同样面积下多核处理器将比双核处理器拥有更低的成本及高效的性能。

IBM 45nm原型芯片

　　下一代四核心架构桌面处理器Kensifield及服务器处理器Covertown，只是单纯地把两颗双核心的Conroe或WoodCrest封装在同一颗处理器上，多核处理器将会保持Share Cache设计，以减少对前端汇排流(Front Side Bus)的负担。同时各个核心将拥有独立的工作频率及电压，从而根据负载的不同而调整，以达至最高的省电效果。另外，将进一步改良供电模组的反应时间减少功耗浪费。

未来的多核处理器将会带来怎样的提升？

很难想象未来处理器的发展

　　回想起来高频率处理器仿佛是昨天才发生的事情，而今天单纯追求频率的时代已经过去。很难想象未来处理器的发展将会是一个怎样的情况，但未来处理器的走均衡发展的大方向是肯定的，频率、多核心、微架构，仍然是今后发展的重点，或许在不久将来我们已经用上8核处理器，再过10年百核处理器诞生也不是不可能。总之，我们需要多核处理器的目的在于它可以为我们做更多的工作，节约更多的时间，让我们的生活更加美好。

处理器蓝图

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