火拼到底 英特尔最高性能王者全揭密

　　2006年7月，由Intel潜心开发基于全新Core 微架构的酷睿系列处理器发布。基于酷睿架构的Core2Duo系列处理器发布之后至今只是五个月时间，Intel已经将深入人心的双核概念再度升级为四核。11月2日，Intel正式发布了基于Core微架构的四核处理器。从之前透露的各种评测数据和工程样品的探索可以得知，四个Core微架构的核心将为我们带来再次的震撼。

　　自从1989年开始，Intel CTO已经预言多核心处理器的出现。限于半导体工艺以及软件发展的水平，对与高性能的PC需求仍未达到一个适合多核心处理器出现的程度。随着应用以及操作系统的发展加速，1995年首次在一块主板以SMP方式提供了双处理器的应用模式，自此以后，同一时间进行多个运算任务的并行操作需求呼声愈来愈盛，在此背景下，Intel接连提出了超线程HT技术（2002年）、双核处理器DualCore（2005年：PentiumD）、双核超线程处理器（2005年：双核+超线程技术，Pentium Extreme Edition 9xx）。

　　从今后的软件应用模式可以了解到多核心的发展将成为继续提升运算能力以及丰富用户体验的保证，只有多个核心才能满足今后的运算任务，这点是处理器厂商所公认的。不论是Intel还是AMD，基于多个核心的产品计划也已经成为逐步实施的行动。

　　踏入2006年，全新的Core微架构摒弃之前的Netburst架构之弊，重新优化设计之后以“性能提升40％，能耗降低40％”为使命在七月推出了“酷睿”，与此同时也放弃了经营了十三年Pentium品牌。在此基础上发展的四核产品－Core 2 Quad，开发代号为Kentsfield 的四核心处理器，自然在未露面之时备受关注与质疑，人们关注的焦点集中在以下几个方面：

·四核产品仍旧沿用目前已经使用一年多的65nm工艺制造而不是更先进的45nm工艺，集成在一个处理器插座之上所带来的功耗、发热量上升问题；

·代号Kentsfiled四核在结构上有如之前的PentiumD 双核版本那样，两组双核心间需要绕道FSB来沟通，这会带来性能损失；

·为双核、多核心优化的程序尚未大量出现，四核心的性能是否能得到足够多的应用软件支持而获得发挥。

·四核心的处理器是否能提升旧有程序的运行性能，或者是否存在兼容问题。

·多核心技术在今后的应用。

　　以上问题将在本次评测中得到解答，本次测试以Core 2 QX6700型号为基准对比之前的旗舰型号X6800为主，测试将从性能、功耗、发热、兼容性等方面的数据为各位带来Intel首度在一个处理器插座上实现四个处理器核心的四核平台性能体验。

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　　Intel在2006年最后一个季度里为桌面市场准备的四核仅仅有两个型号，他们是Core 2 Extreme QX6700（2.66GHz/L2：2×4M/1066MHz FSB）以及Core 2 Quad Q6600（2.40GHz/L2：2×4M/1066MHz FSB），Core 2 Extreme仍然是定位于旗舰产品，拥有多款核心，而另外推出的定位比Extreme要低的四核桌面处理器则命名为Core 2 Quad。其中将取代目前Core 2 Extreme X6800桌面旗舰地位的Core 2 Extreme QX6700会将价格定位在原来Core 2 Extreme X6800的水平，同为999美元。而主频稍低的 Q6600 则会定价在851美元，其定位都是面向高端玩家。

Core 2 Extreme QX6700 ES

　　作为第一款桌面级的4核心处理器，这款基于Kentsfield核心的处理器将被命名为Core 2 Extreme QX6700，其核心频率与C2D E6700同为2.6GHz，即266MHz×10倍频，拥有4个物理核心2x4M的超大L2缓存，实际上可以为把QX6700看成两颗E6700芯片封装在同一块基板上。前端总线也与Core 2 Duo E6X00系列一样为1066MHz，采用LGA775封装。

　　核心数目倍增的Kentsfield基于Core微架构，仍然拥有酷睿微架构的主要五项创新技术，包括Wide Dynamic Execution（宽区动态执行技术）、Intelligent Power Capability（智能功率管理能力）、Advanced Smart Cache（高级智能高速缓存）、Smart Memory Access （智能内存访问技术）以及Advanced Digital Media Boost（高级数字媒体增强技术）。另外，也支持Intel的VT虚拟技术、EMT64和防病毒技术等，也如Core2系列一样并不支持超线程。

　　而之前的旗舰C2E X6800将会退居到Core 2 Duo的阵营并以同样的规格(2.93GHz/L2：2x2M/1066MHz FSB)出售，今后的C2D E6800会否继承Core 2 Extreme时不锁倍频的设定仍然未知，但估计希望不大。未来将会作为新旗舰之一的Core 2 Extreme QX6700是否会保持这个不锁倍频的优良传统？英特尔方面已经得到了肯定的答案，为顶级玩家提供极致的使用享受。

　　AMD和Intel的双核之战尚在激烈的角逐当中，Intel这是已经领先一步把4核处理器带到桌面级的用户环境。但究竟Kentsfield的结构是如何的呢？

拥有一个Conroe核心的X6800和集成了2个“Conroe”核心的kentsfield

Presler内核的Pentium EE955和QX6700的对比，相似的地方不多，但也看到两组核心电阻的排列清晰。

　　不掀开保护核心的金属盖我们没办法直接看出Kentsfield有什么特别的地方，打开顶盖可以比较直观的知道Kentsfield这款4核心处理器是如何做成的。Intel再度使用了当初应用于Presler内核Pentium Extreme Edition 9XX系列的技术，把两片Die封装于一块基板上。

　　从Intel官方的资料当中看到，Kentsfield里面所包含的2组供4个核心只是两两互通，就相当于PD一样，两组核心的4MB L2 Cache是独立的，核心之间交换数据也必须通过北桥。这里就产生个疑问，如同文章开头所提到的，Kentsfield能否由一个核心支配8M的超大L2缓存呢，而且1066Mhz FSB能否提供足够的带宽？这将会非常有趣。继续开始的问题，下面即将展开测试。

测试平台:

　　这次测试的显卡和CPU都是多核心时代的代表性产品。

硬件平台 CPU Intel Core 2 Extreme QX6700 / Core 2 Extreme X6800 内存 Crossair DDR2-1066 512MB×2 双通道 硬盘 Seagate Barracuda7200.10 SATA2 320GB 16MB缓存 主板 Intel BadAxe2 D975XBX2 显卡 ELSA GeForce 7950GX2 电源 AcBel iPlus ATX-550W

系统与驱动程序 操作系统 英文Windows XP Pro SP2 显卡驱动 nVIDIA Forceware 91.47 For Win2000/XP

测试项目 综合理论测试 PCMark05、Sisoft Sandra 2007 SP1、ScienceMark2004 CPU性能测试 CineBench 9.5、Super Pi、Everest 2006、Fritz 图形性能测试 3DMark03/05/06、Need For Speed Carbon、Quake4 视频转换 TMPGEnc 2.53.35.130 Plus EN、WinAVI v7.7

Intel Core 2 Extreme QX6700：

　　测试平台方面，这使用的支持Kentsfield主板是Intel的BadAxe2 D975XBX2，仍然使用Intel 975X＋ICH7R芯片组，性能和超频能力依然强悍，而且为了支持4核心更在供电和走线等方面再次进行了改良，务求完美的支持4核。另外，这次的评测也非常重视4核在核心功耗方面的表现，因此电源方面选用了AcBel的550W电源，带有LCD监视器，可以显示整套系统的实时功耗，为我们测试功耗带来不少的方便。

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Intel BadAxe2 D975XBX2 Bios选项，本次测试的系统设定：

　　Intel BadAxe2 D975XBX2能够对核心开启的数量进行控制，在QX6700测试期间，我们尝试关闭。结果发现，关闭多核技术之后的QX6700并不是以单个核心（4-3）的状态运行，而是关闭了一组，即一个“Conroe”核心在运行，变成了一个双核处理器“E6700”。而且从实际测试情况得知，在关闭核心的同时，另外的4MB L2缓存也随即关闭。

　　让人兴奋的是Intel BadAxe2 D975XBX2在Bios当中带有1333MHz FSB的选项，也就是说，975X已经可以正式支援1333Mhz的前端总线。内存频率方面，仍旧最高支持DDR2 800。

　　处理器最高外频在Bios设置当中最高为433MHz，似乎并不能满足发烧级玩家的要求。

　　CPU-Z 1.37信息，这颗Core 2 Extreme QX6700工程样版的核心版本为B3，已经是Core微架构推出后较新的版本了。本次测试内存手动设置为DDR2－800，时序为4-4-4-11。

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追求极致性能和功耗之间的矛盾：

　　人们在追求性能的同时，处理器的功耗和发热量已经成为阻碍性能发展的因素。随着制程的改良核架构改进，Intel Core微架构实现了功耗降低40％，性能提升40％的目标，提高性能的同时抑制了发热量和功耗的上升。处理器功耗则是带来热量和噪音的主要原因，因此处理器厂商会提供TDP作为CPU散热的参考。在Core架构优秀的设计下，Core 2 Duo的TDP已经控制在65w以下，空闲状态更能下降到20w以下。但处理器的TDP其实是给散热器和机箱厂商的参考数据，而并不是处理器的实际功耗。随着处理器负载和工作状态的转变，还包括超频、加电压等影响，处理器功耗会程非线性高速递增。高度集成的四核心Kentsfield的情况将会如何，是否功耗就是65w×2？请继续往下看。

　　目前PC系统当中，处理器和显卡是发热和耗电大户，为了测试这套高端的多核心系统的功耗，测试功耗使用AcBel的iPlus 550W电源。

　　想要CPU满载的话，我们使用SP2004，它可几乎以充分调动核心的全部晶体管，是测试系统稳定性非常好的软件。至于显卡系统的负载，我们将会使用3DMark 2006的HDR/SM3来让我们的7950GX2处于高负载状态。另外，我们更使用了古董级的S3 Trio64显卡，该显卡使用PCI接口，功耗大概只有几瓦，通过测出来的数据对比可以大概的计算出来4核相对于2核的功耗差，以及系统其他部件的功耗情况。

　　在使用S3显卡的时候，系统待机功耗仅为44w，由于AcBel iPlus的测试精度也不是太高，所以不排除最低功耗测试有误差，估计误差在十几瓦之内。从第一组的系统空载数据我们可以看到，空载状态下，GeForce 7950GX2是吃电大户，而CPU则在SpeedStep的等技术下处于低功耗状态，核心电压也下调了0.1V。CPU满载的测试当中，数据相对来说比较准确，可以明显发现QX6700在满负载的状态下比X6800高63～89w，基本上就是相当于多出一颗Conroe核心的功耗。

　　目前的双核技术，特别是Core微架构的Core2系列已经能够满足大部分的应用，日常使用条件下系统很少会长期处于满负荷状态，因此，我们模拟了较为在日常使用情况下较高负载的状态。我们使用一款支持多核心的视频转换软件在后台进行视频转换，然后再一边进行游戏。得出来的功耗对比也跟之前的测试情况相约，多出67w。

集成度极高的4核处理器，发热量如何？

　　测试过程中，我们运行SP2004使系统一直处于满负载运行。4核的QX6700我们使用4个SP2004，分别指定核心之后就开始对QX6700进行焗烤了。

　　在发热量方面，QX6700表现似乎相当的理想。在室温25摄氏度的环境中，两款顶级处理器的温度只相差3摄氏度左右。而在新版Tt大台风的压制下，拥有4个物理核心的QX6700温度仅有59摄氏度，比同样满负载运行的2.93GHz X6800高了7度，看上去温度控制相当理想。

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多核效能测试：

　　Cinebench9.5是一款专门测试多核心处理器效能的软件，多核测试成绩显示QX6700以2.66GHz的频率得到的成绩比2.93GHz的X6800快55％以上。Kentsfield的多核心加速比例有3.25倍，但毕竟受限于Kentsfield的架构和前端总线的限制，4核之间的协作效率仍不够高，而理论上按照Core架构双核能达到的1.86x效能，4核的效能应该是单核的3.6~3.7倍才是最理想的成绩。期望1333Mhz FSB的Core 2 6X50会有更好的表现。

人工智能－Fritz：

　　国际象棋引擎Fritz的测试当中，Kentsfield的速度比X6800有76％以上的提高！成绩为每秒搜索7560kilo nodes，即每秒钟能搜索756万步棋，那可以算是目前桌面级处理器当中最有智慧的一个了。

Super pi:

　　Super pi是老牌的测试软件了，目前Super pi的世界记录也是由Core 2 Extreme X6800所创造的。单线程运算无法发挥QX6700的优势，速度于X6800相比是有所不及的了。但同时跑4个pi的话，4核可不会输给X6800的。

PCMark05：

4核心在PCMark05当中并没有全部的优胜，部分项目反而落后，不过总体成绩仍然领先了14％以上。

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多线程视频转换：

　　TMPGEnc是目前为数不多支持多线程的视频转换软件，在打开了多线程处理之后，处理长度为2：07的1080P的WMV编码视频剪辑，两个处理器使用相同的设置。测试结果是QX6700使用4核同时处理的时间仅需2分46秒，而只有双核的X6800总耗时4分16秒，QX6700比X6800快了35％以上。

　　WinAVI是比较流行的视频转换软件之一，很多拥有了iPod、PSP、智能手机、MP4的用户都会使用，操作较为简单方便，但不支持多核心是该软件的一大硬伤。从测试当中看到4核Kentsfield优势荡然无存，反而疲软下来。两者差距基本就是因为频率上的差别。

Everest 2006:

提升幅度从15％～80％，大部分项目提升幅度达到70％以上。

内存性能核和高速缓存性能，QX6700都比不过频率更高的X6800。

Sisoft Sandra2007：

　　Sisoft Sandra07也是当中支持多核测试的主流测试软件之一，确实充分利用释放了4核Kentsfield的力量。全部成绩均以75％甚至80％以上领先于X6800，非常强悍。但最后的内存带宽测试项目我们也发现，QX6700的内存带宽有1％左右的下降，不过这影响却是微不足道。

3Dmark：

　　3DMark系列的测试当中，只有3Dmark06对多核心是有优化的。多核心始终是需要软件的配合才能真正发挥出实力的。3Dmark06实测当中QX6700比X6800快了60％，相当理想的成绩。而3Dmark06的总成绩也突破了1万分，领先于只有两核的X6800。

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游戏测试：

　　目前的游戏没有对多核心作出太多的优化，包括最新推出的Need For Speed Carbon也没有体现出多核心的优势，大部分的游戏并不支持多核心。而未来，利用CPU的多核心特性共同处理游戏当中不同的运算将会成为必然的趋势，软件厂商无法逃避将为多核处理而需要投入大量的资源。因为，无论从Intel还是AMD的开发计划来看，多核已经是必然的事实，软件厂商必须善加利用多核心处理的优势才能开发出优秀的软件/游戏。

应用测试：

　　这个测试模仿日常使用的状况，后台在使用TMPGEnc进行视频转换的工作，而前台则在运行游戏程序。虽然测试结果不同于上面测试的精确，但也说明4核确实能够同时更好更快的处理多任务操作。Core 2 Extreme QX6700平台使用多线程转换视频的同时在运行游戏，游戏速度虽然有所减慢，但130多帧的速度仍然是非常流畅的一个成绩，而且视频转换还在3分钟左右就完成，相当的高效。至于X6800平台，考虑到核心数量不多，视频转换只是使用单线程，时间拖长到6分钟以上，由于只使用了一个核心，空闲的另一个核心用作运行游戏，此时游戏的速度达到180帧以上。综合以上的应用可以看出来，QX6700确实能够保证各项任务能够并行高效的运行。

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评测总结和对多核心处理的展望：

　　目前的Kentsfield 尚且有些不尽人意的地方，那么计划在2007年Q3发布的 Yorkfield 则会进一步完善今天将发布的四核处理器的遗憾。采用45nm工艺制造、两组双核心将集成到1个Die内，并且，两组双核L2之间之间的交流数据将不会需要绕道FSB而再占用FSB的带宽。由于更成熟的工艺，功耗将有望得到30％-40％的功耗降低。在65W-90W之间的设计TDP之下获得更高性能的四核心处理器成为可能。

　　从测试的数据就可以看到，Core 微架构的运算性能已经不容置疑，强大的运算性能不单体现在支持或者不支持多核心的程序上，对比竞争对手的产品的确胜出一筹。虽然以最新的核心设计来对应AMD沿用多年不断依靠挖潜改造升级的K8体系有点胜之不武，不过现实就如此。

　　依靠先进强大的双核心即便是用简单的占用FSB带宽方式联结两组双核也能获得明显的性能提升。这从Cinebench 的模拟3D渲染可以看出来，对比单个Core核心的1X，2×的双核理论上的极限是4倍的性能，QX6700在测试中获得了3.25倍的提升，意味着即便是采用这种非最佳的低整合度四核方案，也已经能获得81％以上的性能。这不能不让人惊叹Intel的功力，如果下代Yorkfield所采用的单Die方案，将至少把这个成绩提升到90％-95％的水平附近。

　　据此，我们得出的结论是，即便不是AMD所说的“真双核”方案那样用一个Die实现四核，Intel的产品也能达到一个出色的性能水平，因为这仅仅带来10％的性能损失而已。Intel官方宣称QX6700 比之前的旗舰X6800 有70％的性能增长，而各种数据也再次证明QX6700 已经具备实力接替X6800的王座。

　　如果说四核是绝对的完美是说不过去的，至少目前在许多尚未对多核心优化的应用环境下，四核产品并不能带来直观可见的性能提升。测试中所获得的部分小幅度性能增长也是源于系统把额外的一些运算任务分配到其他核心，要获得可观的大幅度性能提升，只能等待为多核完全优化的应用软件。随着微软Vista的发布和各大软件开发商的跟进，目前这种应用方面的空白间隙会很快成为过去。虽然重写多核心优化的代码很困难，但所有人都在努力，不跟进的公司将会失去机会；虽然不少游戏或者各类运算都是单序列式的模式，不过却可以通过把AI、物理演算、环境音效等需要占用运算时间的并行计算任务分配给其他核心，从而也能获得性能的提升。

　　不过我们也应该注意到一点，四核处理器的定价并不高，在Intel的先进制程工艺推动下，QX6700这样的旗舰型号也不过定价999美元取代原有的X6800地位。在许多965、975等芯片组主板已经纷纷提供支持的情况下，构建一个高性能四核心系统的成本并不算昂贵。在台式电脑内的一个插座上就能实现四核心的运算能力，在Intel 的产品之前我们从未有机会尝试。而对于刀片式的1U机架服务器或者对能耗、体积有高度要求的场合下，四核心处理器出现之前的过往对性能的追求都只能是个奢望。

　　最后值得关注的还有AMD的4×4 系统。与Intel 的单插座实现四核性能的目标相比，4×4系统理论上拥有的灵活性更高一些。因为可以通过设计之初就预留的两个处理器插座可以实现不同用途系统的灵活搭配：譬如需要高性能数学运算能力的可以搭配专用的浮点加速单元。不过这种方案对比起Intel的单插座方案仍存在构建成本的问题，我们都知道，AMD的产能和制造工艺都比对手有一定的差距。

　　双核之争的硝烟仍然弥漫，4核大战的烽火已经点燃，处理器的核心数量会如细胞分裂一样高速发展下去吗？Intel这次发布4核心桌面级处理器 Kentsfield 是一个很好的开始，展望未来人们可以利用性能强大的多核心PC系统同时处理更多的任务。

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