酷睿i7

酷睿i7

酷睿i7(英文:Core i7,核心代號Bloomfield)處理器是英特爾於2008年推出的64位四核心CPU,沿用x86-64指令集,並以Intel Nehalem微架構為基礎,取代Intel Core 2系列處理器。

酷睿i7是由Intel(美國英特爾公司)生產的面向中高端用戶的CPU家族標識,包含Bloomfield(2008年)、Lynnfield(2009年)、Clarksfield(2009年)、Arrandale(2010年)、Gulftown(2010年)、Sandy Bridge(2011年)、Ivy Bridge(2012年)、Haswell(2013年)、Haswell Devil's Canyon(2014年)、Broadwell(2015年)、Skylake(2015年)等多款子系列。

基本介紹

  • 中文名:酷睿i7
  • 外文名:Core i7
  • 上市時間:2008年11月
  • 所屬品牌英特爾
  • 產品類型:晶片
  • 製造商:Intel
  • 核心數:2-8
  • 熱設計功耗:150w
  • 製作工藝:45nm-14nm
  • 超執行緒:支持超執行緒
  • 類型:CPU處理器
產品介紹,歷代版本,第一代,第二代,第三代,第四代,第六代,技術參數,移動版,特性詳解,快取設計,QPI匯流排,記憶體控制器,多執行緒技術,睿頻加速1代,睿頻加速2代,多媒體指令集,其它家族,酷睿i5,酷睿i3,

產品介紹

Intel官方正式確認,基於全新Nehalem架構的新一代桌面處理器將沿用“Core”(酷睿)名稱,命名為“Intel Core i7”系列,至尊版的名稱是“Intel Core i7 Extreme”系列。Nehalem曾經是Pentium 4 3.06GHz版本的代號。Core i7的名稱並沒有特別的含義,Intel表示取i7此名的原因只是聽起來悅耳,“i”的意思是智慧型(intelligence的首字母),而7則沒有特別的意思,更不是指第7代產品。而Core就是延續上一代Core處理器的成功,有些人會以“愛妻”暱稱之。官方的正式推出日期是2008年11月17日。早在11月3日,官方己公布相關產品的售價,網上評測亦陸續被解封。
Core i7處理器系列將不會再使用Duo或者Quad等字樣來辨別核心數量。最高級的Core i7處理器配合的晶片組Intel X58。Core i7處理器的目標是提升高性能計算和虛擬化性能。所以在電腦遊戲方面,它的效能提升幅度有限。另外,在64位模式下可以啟動宏融合模式,上一代的Core處理器只支持32位模式下的宏融合。該技術可合併某些X86指令成單一指令,加快計算周期。
Core i7於2010年發表32納米製程的產品,Intel表示,代號Gulftown的i7將擁有六個實體核心,同樣支持超執行緒技術,並向下支持X58性價比。
英特爾首先會發布三款Intel Core i7處理器,主頻分別為3.2GHz、2.93GHz和2.66GHz。主頻為3.2GHz的屬於Intel Core i7 Extreme,處理器售價為999美元,當然這款頂級處理器面向的是高端消費者。而頻率較低的2.66GHz的定價為284美元,約合1940元人民幣,面向的是入門級用戶。Intel於2008年11月18日發布了三款Core i7處理器,分別為Core i7 920、Core i7 940和Core i7 965
而從英特爾技術峰會2008(IDF2008)上英特爾展示的情況來看,core i7的能力在core2 extreme qx9770(3.2GHz)的三倍左右。IDF上,intel工作人員使用一顆core i7 3.2GHz處理器演示了CineBench R10多執行緒渲染,結果很驚人。渲染開始後,四顆核心的八個執行緒同時開始工作,僅僅19秒鐘後完整的畫面就呈現於螢幕上,得分超過45800。相比之下,core2 extreme qx9770(3.2GHz)只能得到12000分左右,超頻到4.0GHz才勉強超過15000分,不到core i7的3分之一。core i7的超強實力由此可見一斑。
第四代Corei7將於2013的Q3發布。Core i7 49XX系列是屬於Ivy Bridge-E,不屬於Haswell。詳情請見Haswell。
2018年1月,AnandTech 曝光了英特爾超頻網頁上一款名叫 酷睿 i7-8809G 的處理器,其採用了四核 / 八執行緒的設計,主頻為 3.1GHz 。

歷代版本

第一代

  1. 基於Nehalem微架構
  2. 1~4顆核心
  3. 內置三通道DDR3記憶體控制器(僅Nehalem)
  4. 每顆核心獨享256KB二級快取
  5. 4-8MB共享三級快取
  6. SSE 4.2指令集(七條新指令)
  7. Turbo mode(自動超頻
  8. 微架構最佳化(支持64-bit模式的宏融合,提高環形數據流監測器性能,六個數據發射連線埠等等)
  9. 提升預判單元性能,增加第二組分支照準快取
  10. 第二組512路的TLB
  11. AES(高級加密標準)指令集
  12. 提升虛擬機性能(根據Intel官方數據顯示,Nehalem相對65nm Core 2在雙程虛擬潛伏上有60%的提升,而相對45nm Core 2產品提升了20%)
  13. 新的QPI匯流排
  14. 新的能源管理單元
  15. 45nm製程,32nm製程產品隨後上線,代號Westmere
  16. 新的1366針腳接口
另:Nehalem相對於65nm產品有著如下幾個最重要的新增功能。
  1. SSE4.1指令集(47個新SSE指令)
  2. 深層休眠技術(C6級休眠,只在移動晶片上使用)
  3. 加強型Intel動態加速技術(只在移動晶片上使用)
  4. 快速Radix-16分頻器和Super Shuffle engine,加強FPU性能
  5. 加強型虛擬技術虛擬機之間互動性能提升25%~75%

第二代

  1. 基於Sandy Bridge微架構
  2. 1~4顆核心
  3. 內置雙通道/四通道記憶體控制器(四通道僅套用於Sandy Bridge-E)
  4. 3~8MB共享三級快取
  5. AVX(高級矢量控制)指令集
  6. 第二代Turbo Boost
  7. 新增Intel Quick Sync Video硬體轉碼支持8、整合HD Graphics 2000/3000顯示核心
  8. 接口變為LGA1155

第三代

  1. 基於Ivy Bridge架構
  2. 根據需要提供額外的速度
  3. 支持多任務處理,速度再加一倍
  4. 在您需要的時候自動增速以提供相應的性能
  5. 通過能同時處理兩項任務的每個處理器核心以智慧型的8路多任務處理輕而易舉地在各應用程式之間移動
  6. 共享視頻變得更加輕而易舉
  7. 內置強大功能以及渲染效果,帶來遊戲出色流暢的體驗
  8. 清晰的圖像效果,並支持更大尺寸的照片和圖像
  9. 核芯顯示卡更新為HD4000

第四代

  1. 基於Haswell的架構
  2. 接口類型改為LGA 1150
  3. 新架構改善了CPU性能、增強了超頻
  4. 將VR(電壓調節器)整合到處理器內部,降低了主機板的供電設計難度,並進一步提高了供電效率
  5. 改為配備GT2顯示核心,EU單元僅為GT3的一半:20個
  6. 核顯支持DirecrtX 11.1和OpenCL 1.2

第六代

1、14nm工藝Skylake架構
2、處理器內部不再集成電壓調節器
3、同時支持DDR4和DDR3L的雙通道記憶體
4、採用ringbus物理定址方式
5、採用LGA 1151全新接口

技術參數

基於Nehalem架構
Lynnfield”(45nm
CPU支持:MMX, SSE, SSE2, SSE3, SSSE3, SSE4.1, SSE4.2, EIST, Intel 64, XD bit, TXT, Intel VT-x, Intel VT-d, Hyper-threading, Turbo Boost, Smart Cache.
Core i7-875K不支持Intel TXT and Intel VT-d
Core i7-875K開放倍頻
電晶體數量:7.74億
核心面積:296平方毫米
型號
步進
核心執行緒
主頻
加速頻率
二級快取
三級快取
TDP
插槽
DMI匯流排
記憶體支持
標準電壓
Core i7-860
B1
四核心八執行緒
2.8GHz
3.46GHz
4×256KB
8MB
95W
LGA 1156
2.5GT/s
DDR3-1333雙通道
Core i7-870
B1
四核心八執行緒
2.93GHz
3.6GHz
4×256KB
8MB
95W
LGA 1156
2.5GT/s
DDR3-1333雙通道
Core i7-875K
B1
四核心八執行緒
2.93GHz
3.6GHz
4×256KB
8MB
95W
LGA 1156
2.5GT/s
DDR3-1333雙通道
Core i7-880
B1
四核心八執行緒
3.06GHz
3.73GHz
4×256KB
8MB
95W
LGA 1156
2.5GT/s
DDR3-1333雙通道
低電壓
Core i7-860S
B1
四核心八執行緒
2.53GHz
3.46GHz
4×256KB
8MB
82W
LGA 1156
2.5GT/s
DDR3-1333雙通道
Core i7-870S
B1
四核心八執行緒
2.66GHz
3.6GHz
4×256KB
8MB
82W
LGA 1156
2.5GT/s
DDR3-1333雙通道
Bloomfield”(45nm)
CPU支持:MMX, SSE, SSE2, SSE3, SSSE3, SSE4.1, SSE4.2,EIST, Intel 64, XD bit , Intel VT-x, Hyper-threading, Turbo Boost, Smart Cache.
電晶體數量:7.31億
核心面積:263平方毫米
型號
步進
核心執行緒
主頻
加速頻率
二級快取
三級快取
TDP
插槽
QPI匯流排
記憶體支持
Core i7-920
C0,D0
四核心八執行緒
2.66GHz
2.93GHz
4×256KB
8MB
130W
LGA 1366
4.8GT/s
DDR3-1066三通道
Core i7-930
D0
四核心八執行緒
2.8GHz
3.06GHz
4×256KB
8MB
130W
LGA 1366
4.8GT/s
DDR3-1066三通道
Core i7-940
C0
四核心八執行緒
2.93GHz
3.2GHz
4×256KB
8MB
130W
LGA 1366
4.8GT/s
DDR3-1066三通道
Core i7-950
D0
四核心八執行緒
3.06GHz
3.33GHz
4×256KB
8MB
130W
LGA 1366
4.8GT/s
DDR3-1066三通道
Core i7-960
D0
四核心八執行緒
3.2GHz
3.46GHz
4×256KB
8MB
130W
LGA 1366
4.8GT/s
DDR3-1066三通道
Core i7-965 Extreme Edition
C0
四核心八執行緒
3.2GHz
3.46GHz
4×256KB
8MB
130W
LGA 1366
6.4GT/s
DDR3-1066三通道
Core i7-975 Extreme Edition
D0
四核心八執行緒
3.33GHz
3.6GHz
4×256KB
8MB
130W
LGA 1366
6.4GT/s
DDR3-1066三通道
基於Westmere架構
Gulftown”(32nm)
CPU支持: MMX, SSE, SSE2, SSE3, SSSE3, SSE4.1, SSE4.2, EIST, Intel 64, XD bit, Intel VT-x, Hyper-threading, Turbo Boost,AES-NI, Smart Cache.
Core i7-980X和990X兩款開放倍頻
電晶體數量:11.7億
核心面積:239平方毫米
型號
步進
核心執行緒
主頻
加速頻率
二級快取
三級快取
TDP
插槽
QPI匯流排
記憶體支持
Core i7-970
B1
六核心十二執行緒
3.2GHz
3.46GHz
6×256KB
12MB
130W
LGA 1366
4.8GT/s
DDR3-1066三通道
Core i7-980
B1
六核心十二執行緒
3.33GHz
3.6GHz
6×256KB
12MB
130W
LGA 1366
4.8GT/s
DDR3-1066三通道
Core i7-980X
B1
六核心十二執行緒
3.33GHz
3.6GHz
6×256KB
12MB
130W
LGA 1366
6.4GT/s
DDR3-1066三通道
Core i7-990X
B1
六核心十二執行緒
3.46GHz
3.73GHz
6×256KB
12MB
130W
LGA 1366
6.4GT/s
DDR3-1066三通道
基於Sandy Bridge架構
“Sandy Bridge”(32 nm)
CPU支持: MMX, SSE, SSE2, SSE3, SSSE3, SSE4.1, SSE4.2, AVX, EIST, Intel 64, XD bit, Intel VT-x, Hyper-threading, Turbo Boost, AES-NI, Smart Cache.
帶S的處理器有著較低的TDP
帶K的處理器開放倍頻
帶K的處理器不支持Intel TXT, Intel VT-d, vPro.
電晶體數量:11.6億
核心面積:216平方毫米
型號
步進
核心執行緒
主頻
睿頻加速
二級快取
三級快取
TDP
插槽
DMI匯流排
記憶體支持
圖形核心
標準電壓
Core i7-2600
D2
四核心八執行緒
3.4GHz
3.8GHz
4×256KB
8MB
95W
LGA 1155
5.0GT/s
DDR3-1333、1066 雙通道
HD Graphics 2000
Core i7-2600K
D2
四核心八執行緒
3.4GHz
3.8GHz
4×256KB
8MB
95W
LGA 1155
5.0GT/s
DDR3-1333 、1066雙通道
HD Graphics 3000
Core i7-2700K
D2
四核心八執行緒
3.5GHz
3.9GHz
4×256KB
8MB
95W
LGA 1155
5.0GT/s
DDR3-1333 、1066雙通道
HD Graphics 3000
低電壓
Core i7-2600S
D2
四核心八執行緒
2.8GHz
3.8GHz
4×256KB
8MB
65W
LGA 1155
5.0GT/s
DDR3-1333 、1066雙通道
HD Graphics 2000
“Sandy Bridge-E”(32 nm)
CPU支持: MMX, SSE, SSE2, SSE3, SSSE3, SSE4.1, SSE4.2, AVX, EIST, Intel 64, XD bit, TXT, Intel VT-x, Intel VT-d, Hyper-threading, Turbo Boost, AES-NI, Smart Cache, Intel Insider.
電晶體數量:22.7億
核心面積:435平方毫米
兩款型號均開放倍頻,無核心顯示卡
型號
步進
核心執行緒
主頻
加速頻率
二級快取
三級快取
TDP
插槽
DMI匯流排
記憶體支持
core i7-3820
C1
四核心八 執行緒
3.6GHz
3.8GHz
4×256KB
10MB
130W
LGA2011
2.5GT/s
DDR3-1600四通道
Core i7-3930K
C1
六核心十二執行緒
3.2GHz
3.8GHz
6×256KB
12MB
130W
LGA 2011
2.5GT/s
DDR3-1600四通道
Core i7-3960X
C1
六核心十二執行緒
3.3GHz
3.9GHz
6×256KB
15MB
130W
LGA 2011
2.5GT/s
DDR3-1600四通道
基於Ivy Bridge架構
“Ivy Bridge”(22nm)
CPU支持:MMX, SSE, SSE2, SSE3, SSSE3, SSE4.1, SSE4.2, EIST, Intel 64, XD bit, TXT, Intel VT-x, Intel VT-d, Hyper-threading, Turbo Boost, Smart Cache.
Core i7-3770 鎖倍頻
Core i7-3770K開放倍頻
電晶體數量:14.8億
核心面積:159.8平方毫米
型號
代號
市場區隔
製程
核心/執行緒
時鐘頻率
L2高速快取
L3高速快取
存儲器控制器
匯流排接口
TDP
插槽
封裝大小
出品日期
價格(美元)
3770K
Ivy Bridge
桌面型(玩家)
22納米
4C/8T
3.50 GHz
256KB x4
共用8MB
雙通道DDR3
1600 MHz
5.0 GT/s DMI
77W
37.5mm x 37.5mm
2012年Q2
$320
3770
Ivy Bridge
桌面型(玩家)
22納米
4C/8T
3.40 GHz
256KB x4
共用8MB
雙通道DDR3
1600 MHz
5.0 GT/s DMI
77W
37.5mm x 37.5mm
2012年Q2
$285
3770S
Ivy Bridge
桌面型(玩家)
22納米
4C/8T
3.10 GHz
256KB x4
共用8MB
雙通道DDR3
1600 MHz
5.0 GT/s DMI
65W
37.5mm x 37.5mm
2012年Q2
$285
3770T
Ivy Bridge
桌面型(玩家)
22納米
4C/8T
2.50 GHz
256KB x4
共用8MB
雙通道DDR3
1600 MHz
5.0 GT/s DMI
45W
37.5mm x 37.5mm


移動版

基於Nehalem架構
核心代號:“Clarksfield”(45 nm)
CPU支持:MMX, SSE, SSE2, SSE3, SSSE3, SSE4.1, SSE4.2, EIST, Intel 64, XD bit, TXT, Intel VT-x, Intel VT-d, Hyper-threading, Turbo Boost, Smart Cache.
FSB被DMI替代
電晶體數量:7.74億
核心面積:296 平方毫米
i7-920XM和940XM兩款開放倍頻
型號
步進
核心執行緒
主頻
加速頻率
二級快取
三級快取
TDP
插槽
DMI匯流排
記憶體支持
Core i7-720QM
B1
四核心八執行緒
1.6GHz
2.8GHz
4×256KB
6MB
45W
Socket G1
2.5GT/s
DDR3-1333雙通道
Core i7-740QM
B1
四核心八執行緒
1.73GHz
2.93GHz
4×256KB
6MB
45W
Socket G1
2.5GT/s
DDR3-1333雙通道
Core i7-820QM
B1
四核心八執行緒
1.73GHz
3.06GHz
4×256KB
8MB
45W
Socket G1
2.5GT/s
DDR3-1333雙通道
Core i7-840QM
B1
四核心八執行緒
1.86GHz
3.2GHz
4×256KB
8MB
45W
Socket G1
2.5GT/s
DDR3-1333雙通道
Core i7-920XM
B1
四核心八執行緒
2GHz
3.2GHz
4×256KB
8MB
55W
Socket G1
2.5GT/s
DDR3-1333雙通道
Core i7-940XM
B1
四核心八執行緒
2.13GHz
3.33GHz
4×256KB
8MB
55W
Socket G1
2.5GT/s
DDR3-1333雙通道
基於Westmere架構
Arrandale”(32 nm)
CPU支持:MMX, SSE, SSE2, SSE3, SSSE3, SSE4.1, SSE4.2, EIST, Intel 64, XD bit , TXT, Intel VT-x, Intel VT-d, Hyper-threading, Turbo Boost, AES-NI, Smart Cache.
FSB被DMI替代
電晶體數量:3.82億
核心面積: 82 平方毫米
圖形核心與集成記憶體控制器電晶體數量:1.77億
圖形核心與集成記憶體控制器核心面積:114平方毫米
Core i7-610E,620UE,620LE,660UE支持ECC記憶體
型號
步進
核心執行緒
主頻
加速頻率
二級快取
三級快取
TDP
插槽
DMI匯流排
記憶體支持
圖形核心
標準電壓
Core i7-620M
C2K0
雙核心四執行緒
2.66GHz
3.33GHz
2×256KB
4MB
35W
Socket G1
2.5GT/s
DDR3-1066雙通道
HD Graphics
Core i7-640M
K0
雙核心四執行緒
2.8GHz
3.46GHz
2×256KB
4MB
35W
Socket G1
2.5GT/s
DDR3-1066雙通道
HD Graphics
標準電壓 嵌入式
Core i7-610E
C2K0
雙核心四執行緒
2.53GHz
3.2GHz
2×256KB
4MB
35W
Socket G1
2.5GT/s
DDR3-1066雙通道
HD Graphics
低電壓
Core i7-620LM
C2K0
雙核心四執行緒
2GHz
2.8GHz
2×256KB
4MB
25W
Socket G1
2.5GT/s
DDR3-1066雙通道
HD Graphics
Core i7-640LM
C2K0
雙核心四執行緒
2.13GHz
2.93GHz
2×256KB
4MB
25W
Socket G1
2.5GT/s
DDR3-1066雙通道
HD Graphics
Core i7-660LM
K0
雙核心四執行緒
2.26GHz
3.06GHz
2×256KB
4MB
25W
Socket G1
2.5GT/s
DDR3-1066雙通道
HD Graphics
低電壓 嵌入式
Core i7-620LE
C2K0
雙核心四執行緒
2GHz
2.8GHz
2×256KB
4MB
25W
Socket G1
2.5GT/s
DDR3-1066雙通道
HD Graphics
超低電壓
Core i7-620UM
C2K0
雙核心四執行緒
1.06GHz
2.13GHz
2×256KB
4MB
18W
Socket G1
2.5GT/s
DDR3-1066雙通道
HD Graphics
Core i7-640UM
C2K0
雙核心四執行緒
1.2GHz
2.26GHz
2×256KB
4MB
18W
Socket G1
2.5GT/s
DDR3-1066雙通道
HD Graphics
Core i7-660UM
K0
雙核心四執行緒
1.33GHz
2.4GHz
2×256KB
4MB
18W
Socket G1
2.5GT/s
DDR3-1066雙通道
HD Graphics
Core i7-680UM
K0
雙核心四執行緒
1.46GHz
2.53GHz
2×256KB
4MB
18W
Socket G1
2.5GT/s
DDR3-1066雙通道
HD Graphics
超低電壓 嵌入式
Core i7-620UE
C2K0
雙核心四執行緒
1.06GHz
2.13GHz
2×256KB
4MB
18W
Socket G1
2.5GT/s
DDR3-1066雙通道
HD Graphics
Core i7-660UE
K0
雙核心四執行緒
1.2GHz
2.26GHz
2×256KB
4MB
18W
Socket G1
2.5GT/s
DDR3-1066雙通道
HD Graphics
基於Sandy Bridge架構
“Sandy Bridge”(32 nm)
CPU支持:MMX, SSE, SSE2, SSE3, SSSE3, SSE4.1, SSE4.2, AVX,EIST, Intel 64, XD bit , TXT, Intel VT-x, Intel VT-d, Hyper-threading, Turbo Boost, AES-NI, Smart Cache.
Core i7-2610UE, 2655LE不支持XD bit
Core i7-2610UE,2655LE支持ECC記憶體
電晶體數量:6.24億
核心面積:149平方毫米
型號
步進
核心執行緒
主頻
加速頻率
二級快取
三級快取
TDP
插槽
DMI
記憶體支持
圖形核心
標準電壓
Core i7-2620M
J1
雙核心四執行緒
2.7GHz
3.4GHz
2×256KB
4MB
35W
Socket G2
5GT/s
DDR3-1333雙通道
HD Graphics 3000
Core i7-2640M
J1
雙核心四執行緒
2.8GHz
3.5GHz
2×256KB
4MB
35W
Socket G2
5GT/s
DDR3-1333雙通道
HD Graphics3000
低電壓
Core i7-2629M
J1
雙核心四執行緒
2.1GHz
3GHz
2×256KB
4MB
25W
SocketG2
5GT/s
DDR3-1333雙通道
HD Graphics 3000
Core i7-2649M
J1
雙核心四執行緒
2.3GHz
3.2GHz
2×256KB
4MB
25W
SocketG2
5GT/s
DDR3-1333雙通道
HD Graphics 3000
低電壓 嵌入式
Core i7-2655LE
J1
雙核心四執行緒
2.2GHz
2.9GHz
2×256KB
4MB
25W
SocketG2
5GT/s
DDR3-1333雙通道
HD Graphics 3000
超低電壓
Core i7-2617M
J1
雙核心四執行緒
1.5GHz
2.6GHz
2×256KB
4MB
17W
SocketG2
5GT/s
DDR3-1333雙通道
HD Graphics 3000
Core i7-2637M
J1
雙核心四執行緒
1.7GHz
2.8GHz
2×256KB
4MB
17W
SocketG2
5GT/s
DDR3-1333雙通道
HD Graphics 3000
Core i7-2657M
J1
雙核心四執行緒
1.6GHz
2.7GHz
2×256KB
4MB
17W
SocketG2
5GT/s
DDR3-1333雙通道
HD Graphics 3000
Core i7-2677M
J1
雙核心四執行緒
1.8GHz
2.9GHz
2×256KB
4MB
17W
SocketG2
5GT/s
DDR3-1333雙通道
HD Graphics 3000
超低電壓 嵌入式
Core i7-2610UE
J1
雙核心四執行緒
1.5GHz
2.4GHz
2×256KB
4MB
17W
SocketG2
5GT/s
DDR3-1333雙通道
HD Graphics 3000

特性詳解

快取設計

我們知道,Core 2 Quad系列四核處理器其實是把兩個Core 2 Duo處理器封裝在一起,並非原生的四核設計,通過狹窄的前端匯流排FSB來通信,這樣的缺點是數據延遲問題比較嚴重,性能並不盡如人意。
酷睿i7
Nehalem架構核心照片
Core i7則採用了原生多核心設計,採用先進的QPI(QuickPathInterconnect,下面將進行介紹)匯流排進行通訊,傳輸速度是FSB的5倍。
快取方面也採用了三級內含式Cache設計,L1的設計和Core微架構一樣;L2採用超低延遲的設計,每個核心256KB;L3採用共享式設計,被片上所有核心共享,容量為4-20MB。

QPI匯流排

Core i7的Nehalem架構最大的改進在前端匯流排(FSB)上,傳統的並行傳輸方式被徹底廢棄,轉而採用基於PCIExpress串列點對點傳輸技術的通用系統接口(CSI),被Intel稱為QuickPath。QuickPath的傳輸速率為6.4Gbps,這樣一條32bit的QuickPath頻寬就能達到25.6GB/sec。QuickPath的傳輸速率是FSB1333MHz的5倍,前者雖然數據位寬較窄,但傳輸頻寬仍然是後者的2.5倍。由於分別用於雙處理器和單處理平台,Gainestown有兩條QuickPath,而Bloomfield僅有一條。不難看出,在AMD推出HyperTransport高速串列匯流排,並逐漸在高性能運算領域建立優勢之後,Intel也迎頭趕上。若干年前,關於串列傳輸將一統天下的預言已經變成了現實,我們所要等待的是串列記憶體何時重返市場。
酷睿i7
QPI匯流排示意圖

記憶體控制器

記憶體控制器相信大家不會感到陌生,競爭對手AMD早在K8時代CPU已經集成了記憶體控制器,能大幅提升記憶體性能,而Intel方面則表示由於時機還不合適,因此沒有在Core2中使用,最新的Corei7終於擁有集成記憶體控制器IMC(IntegratedMemoryController),可以支持雙通道DDR3記憶體,運行在DDR3-1333,記憶體位寬從128位提升到192位,這樣總共的峰值頻寬就可以達到32GB/s,達到了Core2的2-4倍。處理器採用了集成記憶體控制器後,它就能直接與物理存儲器陣列相連線,從而極大程度上減少了記憶體延遲的現象。
酷睿i7
集成記憶體控制器示意圖

多執行緒技術

超執行緒技術(Hyper-Threading),最早出現在130nm的Pentium4上,超執行緒技術就是利用特殊的硬體指令,把兩個邏輯核心模擬成兩個物理晶片,讓單個處理器都能使用執行緒級並行計算,進而兼容多執行緒作業系統和軟體,減少了CPU的閒置時間,提高的CPU的運行效率。超執行緒技術使得Pentium4單核CPU也擁有較出色的多任務性能,通過改進後的超執行緒技術再次回歸到Corei7處理器上,新命名為同步多執行緒技術(SimultaneousMulti-Threading,SMT)。
酷睿i7
同步多執行緒圖解
同步多執行緒(SimultaneousMulti-Threading,SMT)是2-way的,每核心可以同時執行2個執行緒。對於執行引擎來說,在多執行緒任務的情況下,就可以掩蓋單個執行緒的延遲。SMT功能的好處是只需要消耗很小的核心面積代價,就可以在多任務的情況下提供顯著的性能提升,比起完全再添加一個物理核心來說要划算得多。比起Pentium4的超執行緒技術(Hyper-Threading),Corei7的優勢是有更大的快取和更大的記憶體頻寬,這樣就更能夠有效的發揮多執行緒的作用。按照INTEL的說法,Nehalem的SMT可以在增加很少能耗的情況下,讓性能提升20-30%。
酷睿i7
英特爾處理器加速技術說明
為什麼Core2沒有使用SMT?很顯然,它是可以做到的。SMT是在節省電力的基礎上增加了性能,而且軟體支持的基礎建設也早就有了。有2個可能的原因:一是Core2可能沒有足夠的記憶體頻寬和CPU內部頻寬來利用SMT獲得優勢。通常,SMT能夠提升記憶體級並行(memorylevelparallelism,MLP),但是對於記憶體頻寬已經成為瓶頸的系統則是個麻煩。而更有可能的原因則是SMT的設計、生效等是很麻煩的,而當初設計SMT是由INTEL的Hillsboro小組主持,而並非是Haifa小組(Core2是由這個小組負責的)。這樣Core2不使用SMT就避免了冒險。

睿頻加速1代

睿頻加速(Turbo Boost)是基於Nehalem架構的電源管理技術,通過分析當前CPU的負載情況,智慧型地完全關閉一些用不上的核心,把能源留給正在使用的核心,並使它們運行在更高的頻率,進一步提升性能;相反,需要多個核心時,動態開啟相應的核心,智慧型調整頻率。這樣,在不影響CPU的TDP情況下,能把核心工作頻率調得更高。
舉個簡單的例子,如果遊戲只用到一個核心,睿頻加速就會把其他三個核心自動關閉,把正在運行遊戲的那個核心的頻率提高,也就是自動超頻,在不浪費能源的情況下獲得更好的性能。Core2時代,即使是運行只支持單核的程式,其他核心仍會全速運行,得不到性能提升的同時,也造成了能源的浪費。
睿頻加速默認是開啟的,通過自動調高CPU的倍頻提高性能。在Intel原廠X58主機板上,低負載時默認調高1-2個倍頻。例如Corei7920默認頻率為2.66G,在TurboBoost默認是開啟的情況下,運行SuperPI是以單核2.8G來跑,這樣單執行緒性能也就得到提升。
超頻愛好者也許會想到,TurboMode自動提升的那個頻率可以手動調整嗎?如果可以,不就能利用它進行超頻嗎?答案是可以的,只要是ExtermeEditionCPU,就可以手動調整,好好利用,新的超頻方式從此誕生。

睿頻加速2代

Lynnfield Core i7/i5首次引入了智慧型動態加速技術“Turbo Boost”(睿頻),能夠根據工作負載,自動以適當速度開啟全部核心,或者關閉部分限制核心、提高剩餘核心的速度,比如一顆熱設計功耗(TDP)為95W的四核心處理器,可能會三個核心完全關閉,最後一個大幅提速,一直達到95W TDP的限制。
現有處理器都是假設一旦開啟動態加速,就會達到TDP限制,但事實上並非如此,處理器不會立即變得很熱,而是有一段時間發熱量距離TDP還差很多。
SNB利用這一點特性,允許單元控制單元(PCU)在短時間內將活躍核心加速到TDP以上,然後慢慢降下來。CPU會在空閒時跟蹤散熱剩餘空間,在系統負載加大時予以利用。處理器空閒的時間越長,能夠超越TDP的時間就越長,但最長不超過25秒鐘。
不過在穩定性方面,cpu不會允許超過任何限制。
之前我們也已經說過了,SNB GPU圖形核心也可以獨立動態加速,最高可達驚人的1.35GHz。如果軟體需要更多CPU資源,那么CPU就會加速、GPU同時減速,反之亦然。

多媒體指令集

完整的SSE4(StreamingSIMDExtensions4,流式單指令多數據流擴張)指令集共包含54條指令,其中的47條指令已在45nm的Core2上實現,稱為SSE4.1。SSE4.1指令的引入,進一步增強了CPU在視頻編碼/解碼、圖形處理以及遊戲等多媒體套用上的性能。其餘的7條指令在Corei7中也得以實現了,稱為SSE4.2。SSE4.2是對SSE4.1的補充,主要針對的是對XML文本的字元串操作、存儲校驗CRC32的處理等。

其它家族

酷睿i5

酷睿i5處理器是英特爾的一款產品,是Intel Core i7的派生中低級版本,同樣基於Intel Nehalem微架構。與Core i7支持三通道存儲器不同,Core i5隻會集成雙通道DDR3存儲器控制器。另外,Core i5會集成一些北橋的功能,將集成PCI-Express控制器。接口亦與Core i7的LGA 1366不同,Core i5採用全新的LGA 1156處理器核心方面,代號Lynnfiled,採用45納米製程的Core i5會有四個核心,不支持超執行緒技術,總共僅提供4個執行緒。L2緩衝存儲器方面,每一個核心擁有各自獨立的256KB,並且共享一個達8MB的L3緩衝存儲器。
酷睿i7
酷睿i5
晶片組方面,會採用Intel P55(代號:IbexPeak)。它除了支持Lynnfield外,還會支持Havendale處理器。後者雖然只有兩個處理器核心,但卻集成了顯示核心。P55會採用單晶片設計,功能與傳統的南橋相似,支持SLI和Crossfire技術。但是,與高端的X58晶片組不同,P55不會採用較新的QPI連線,而會使用傳統的DMI技術。接口方面,可以與其他的5系列晶片組兼容[2]。它會取代P45晶片組

酷睿i3

酷睿i3處理器是英特爾的首款CPU+GPU產品,基於Intel Westmere微架構。與Core i7支持三通道存儲器不同,Core i3只集成雙通道DDR3存儲器控制器。另外,Core i3集成了一些北橋的功能,將集成PCI-Express控制器。接口亦與Core i7的LGA 1366不同,Core i3採用了全新的LGA 1156。處理器核心方面,代號Clarkdale,採用32納米製程的Core i3有兩個核心,支持超執行緒技術。L3緩衝存儲器方面,兩個核心共享4MB。Core i3已於在2010年年初推出。
晶片組方面,採用Intel P55,P57(代號:IbexPeak)。它除了支持Lynnfield外,還支持Havendale處理器。後者雖然只有兩個處理器核心,但卻集成了顯示核心。P55採用單晶片設計,功能與傳統的南橋相似,支持SLI和Crossfire技術。但是,與高端的X58晶片組不同,P55不採用較新的QPI連線(因為I3處理器將PCI-E記憶體控制器集成在CPU中了,還是用QPI連線,只不過外部是用DMI與單晶片P55連線),而使用傳統的DMI技術。接口方面,可以與其他的5系列晶片組兼容。

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