Corei7CPU處理器性能區(qū)別
Corei7CPU處理器性能區(qū)別
歷代Core i7處理器性能到底有什么不同呢?下面是學習啦小編為大家介紹Core i7處理器性能差距,歡迎大家閱讀。
Core i7處理器性能差距
在2006年Intel提出了Tick-Tock戰(zhàn)略，其中的Tick一環(huán)是指CPU工藝升級，Tock則是CPU架構(gòu)升級，二者輪流交替，兩年為一個周期，在Haswell架構(gòu)之前Intel一直都是按照這個步伐一步步走過來的，2007年45nm工藝的Penryn處理器，2008年是同為45nm工藝的Nehalem架構(gòu)，之后分別是32nm Westmere、32nm Sandy Bridge、22nm Ivy Bridge、22nm Haswell，22nm工藝是一個相當重要的節(jié)點，這是Intel首次投入實用的3D晶體管工藝，然而隨后的14nm工藝Intel栽了個大跟斗，14nm工藝的延期迫使Intel放慢了前進的步伐。
實際上Intel現(xiàn)在的工藝技術(shù)路線已經(jīng)變成了制程-架構(gòu)-優(yōu)化(Process-Architecture-Optimization)，算是從之前的兩步走改成三步走了，步調(diào)放緩了。
都在說Intel這幾年來CPU的性能提升幅度不大，舊U還能繼續(xù)戰(zhàn)N年，那么最近幾代Intel處理器到底有多大性能差距呢?今天我們要測試一下從第一代的Core i7-870開始到現(xiàn)在最新的Core i7-7700K共六款六代的酷睿處理器，看看各代之間到底有多大的差距。不過在測試之前我們先來回顧下這幾年來Intel的各代CPU架構(gòu)。
一切的開端：Nehalem
08年推出的Nehalem微架構(gòu)是一切的基礎(chǔ)，Intel這幾年的酷睿處理器微架構(gòu)都是以它為基礎(chǔ)，嚴格來說，Nehalem微架構(gòu)仍是基于上一代Core微架構(gòu)改進而來的，但它的改進是全方位的，計算內(nèi)核的設(shè)計來源于之前的Core微架構(gòu)，并對其進行了優(yōu)化和加強，主要為重拾超線程技術(shù)、支持內(nèi)核加速模式Turbo Boost和支持SSE4.2等方面，非計算內(nèi)核的設(shè)計改動主要的有三級包含式Cache設(shè)計、使用QPI總線和整合內(nèi)存控制器等重要改進。
Nehalem微架構(gòu)采用可擴展的架構(gòu)，主要是每個處理器單元均采用了Building Block模組化設(shè)計，組件包括有：核心數(shù)量、SMT功能、L3緩存容量、QPI連接數(shù)量、IMC數(shù)量、內(nèi)存類型、內(nèi)存通道數(shù)量、整合GPU、 能耗和時鐘頻率等，這些組件均可自由組合，以滿足多種性能需求，比如可以組合成雙核心、四核心甚至八核心的處理器，而且組合多個QPI連接更可以滿足多路服務(wù)器的需求。
正因為這樣的模組化設(shè)計，英特爾可以靈活的制造出各種差異化的核心，比如支持三通道DDR3的Bloomfield核心、支持雙通道DDR3的Lynnfield和Clarkdale核心，而且這些核心間還存在是否支持超線程、Turbo Boost技術(shù)等區(qū)別，Clarkdale還整合了GPU圖形單元。
在2009年9月，Intel推出基于Nehalem微架構(gòu)的Lynnfield處理器，采用LGA 1156接口，它與Bloomfield的區(qū)別不單只在于內(nèi)存通道數(shù)的差別，Lynnfield把PCI-E控制器整合到了CPU內(nèi)部，而北橋其他功能與南橋一起整合到PCH里面，主板從三芯片變成了雙芯片，形成了現(xiàn)在主板的基本布局。
2010年的Clarkdale只有雙核設(shè)計，它把GPU也整合到CPU內(nèi)部了，但是只是簡單的將GPU和CPU封裝在一起，并沒有真正達到“融合”，一顆CPU里其實有兩顆“芯”，CPU的制造工藝升級到了32nm而GPU部分則依然是舊的45nm工藝，它們采用QPI總線相連，對外則采用DMI總線連接PCH。
真正的雙芯融合：Sandy Bridge
在2011年伊始，Intel就把微架構(gòu)升級到新一代的Sandy Bridge，它真正將GPU與CPU融合，從以前的雙U各立山頭到合二為一，是非常大的突破， 內(nèi)核架構(gòu)也較Nehalem有了較大變化，這些變化包括：新的分支預測單元、新的Uop緩存、新的物理寄存器文件、有效執(zhí)行256位指令、放棄QPI總線改用環(huán)形總線、最末級緩存LLC機制、新鮮的系統(tǒng)助理等。
AVX指令集的加入是Sandy Bridge最為重要的改進，浮點性能得以激增，新一代的Turbo Boost 2.0技術(shù)增強了Sandy Bridge自動提速的彈性，除CPU外還可對進行加速，并隨著系統(tǒng)負載的不同協(xié)調(diào)二者的頻率升降，表現(xiàn)得更加智能化。
新一代圖形核心具備出色的圖形與多媒體性能，由于改用了環(huán)形總線設(shè)計，三級緩存可由CPU各核心、GPU核心與系統(tǒng)助理System Agent共享，可直接在L3內(nèi)進行通信。GPU主要包含了指令流處理器、媒體處理器、多格式媒體解碼器、執(zhí)行單元、統(tǒng)一執(zhí)行單元陣列、媒體取樣器、紋理采樣器以及指令緩沖等等，架構(gòu)與上一代相比有了較大修改。
3D晶體管起航：Ivy Bridge
Ivy Bridge雖然說只是Sandy Bridge的工藝改良版，架構(gòu)上沒太大改變，不過對Intel來說卻是一款相當重要的產(chǎn)品，因為它是首次采用22nm 3D晶體管工藝，是今后Intel半導體工藝的重要基礎(chǔ);另外CPU內(nèi)部的PCI-E控制器也升級到了PCI-E 3.0標準，帶寬提升了一倍，分配方式也更靈活;內(nèi)核方面的改進說是提升了IPC每周期指令性能，SSE以及AVX指令也有所增強;整合GPU性能也有所提升，EU數(shù)從12個提升到16個，API支持也從DX10.1升級到了DX11。
更強圖形性能與更為精確的功耗控制：Haswell
Haswell是Intel在2013年推出的全新微架構(gòu)，該架構(gòu)給人最深刻的印象就是把原來主板上的VRM模塊整合到了CPU內(nèi)部，F(xiàn)IVR調(diào)壓模塊的加入讓主板的供電變得簡單，并且可以對CPU內(nèi)部的電壓進行更為精確的控制，提高供電效率，實際上Haswell與Broadwell架構(gòu)的產(chǎn)品是我見過電壓最為穩(wěn)定的Intel處理器。
指令集方面，Haswell增加了兩個指令集，一個是針對多線程應用的TSX擴展指令，另一個是就是AVX指令的進階版AVX2。還有一點就是從Haswell架構(gòu)開始Intel的核顯開始了模塊化、可擴展的設(shè)計，就此走上了暴力堆砌核顯規(guī)格的道路，最高級的核顯擁有40個EU，還有大容量eDRAM作為L4緩存，可同時提升CPU與GPU性能。
其實在Haswell與Skylake之間還有個Broadwell，就是采用14nm工藝的Haswell處理器，不過Broadwell主要用在移動平臺上，桌面級的Broadwell就兩顆，而且國內(nèi)沒有正式上市所以沒啥存在感，這里就不再做介紹了。
DDR4的時代到來：Skylake
Skylake可以說是自Sandy Bridge以來Intel最給力的一次升級了，CPU同時升級架構(gòu)、工藝及核顯，內(nèi)存同時支持DDR3與DDR4，采用了更為先進的14nm工藝使得Skylake在頻率提升、性能增強的同時功耗有了明顯降低，而FIVR電壓控制模塊則被取消了，電壓的控制也重新回到主板上。
Skylake處理器在超頻上的改進可能讓人眼前一亮，因為此前Intel對超頻的限制頗多，全民超頻的盛況早就不存在了，但Skylake處理器上，Intel雖然會繼續(xù)限制倍頻，但這次的BCLK外頻限制沒這么嚴了，外頻能輕易超到125MHz以上，外頻的解放更有助于極限超頻玩家挑戰(zhàn)更高記錄。
核顯方面，Skylake與Broadwell其實挺相似的，每組Subslice單元依舊是24個EU，但是整體規(guī)模變得越來越大了，Skylake最多可以擴展到3組Slice單元，也就是說最多會配備72個EU單元，因此Skylake也多出GT4這個級別的核顯。
小修小補提升能耗比：Kaby Lake
Kaby Lake只是Skylake的優(yōu)化版本，主要改善能耗比，然而這些在桌面版的處理器上表現(xiàn)并不明顯，桌面版第七代處理器比較明顯的區(qū)別只是頻率高了。
Kaby Lake雖然都是使用14nm制程，不過Intel說他們對工藝進行了改良，Kaby Lake處理器上使用的新工藝使用了更高的鰭片與更寬的柵極間距，更高的鰭片意味著需要更小的驅(qū)動電流，這可減少漏電概率，而更寬的柵極間距這貨會降低晶體管密度，這需要更高的電壓但是可以降低生產(chǎn)難度，另外更寬的間距允許每個晶體管的產(chǎn)生的熱有更多地方擴散，這有助降低內(nèi)核溫度并提升頻率，這也是為什么Kaby Lake頻率都比Skylake高但功耗則沒什么變化的原因。
GPU方面Kaby Lake的核心與Skylake一樣都是Gen 9，不過針對4K視頻回放進行了改良，增加了H.265 Main.10、VP9 8/10-bit格式的硬件解碼與編碼，可大幅降低4K視頻播放時的功耗，這對臺式機來說可能不算什么，不過對移動設(shè)備來說降低功耗等同增加續(xù)航時間，這個是相當重要的。
這幾年來Intel LGA 115X平臺較有代表性的Core i7處理器規(guī)格一覽
近年來LGA 115X平臺頂級主板芯片組規(guī)格一覽
說真的主板芯片組的變化可能是給消費者更新?lián)Q代的更大原因，如果說這些年來LGA 115X平臺CPU給人的感覺總體差別不大的話，主板更新?lián)Q代的差別就是相當大了，PCI-E總線從2.0變3.0，存儲接口從SATA 3Gbps慢慢進化到SATA 6Gbps到現(xiàn)在最新的M.2/U.2接口，USB接口從2.0到3.0再到現(xiàn)在最新的3.1，這些都是能看得到且相當實在的變化，再加上主板廠商每次都會在主板上加新花樣，可以說主板帶來的變化更有讓人更新?lián)Q代的沖動。
測試平臺與說明
這次測試的處理器包括從Core i7-870到Core i7-7700K的六代Intel LGA 115X平臺的處理器，Core i7-5775C是稀有品那個就算了，他們會搭配對應的主板，Core i7-7700K/6700K會使用DDR4內(nèi)存，而其他處理器則使用DDR3內(nèi)存，顯卡采用GTX 1070 FE版，系統(tǒng)使用Windows 10 build 1607，顯卡驅(qū)動是NVIDIA GeForce 372.70。
測試項目包括CPU基礎(chǔ)性能測試與游戲性能測試，CPU性能測試用的都是基礎(chǔ)性能測試軟件，而游戲測試包括3DMark Fire Strike基準測試與《文明：超越地球》、《GTA 5》兩個游戲，會分別對比CPU默認性能與4G同頻下的性能差別，此外還有功耗與溫度的測試，由于CPU超頻后的電壓會隨不同CPU的體質(zhì)而不同，所以只測試CPU默認頻率下的功耗與溫度。
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