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展望2011 英特尔Sandy Bridge全面解析

    【IT168 评测】Sandy Bridge英特尔第二代酷睿处理器家族日前已经逐步浮出水面,针对这即将到来的新平台势必要进行一下全面的介绍,虽然这款处理器还未正式亮相,相关测试数据也还在保密期内不得公布,但Sandy Bridge处理器的特点、规格以及相关产品已经悉数亮相,我们今天就为大家详细解析一下即将于2011年初登场的英特尔Sandy Bridge处理器。

    2010年秋季的英特尔旧金山IDF上全面展示了下一代处理器家族“Sandy Bridge”,并首次公布了大量深入的技术细节。Sandy Bridge系列的正式名称将是“2011年第二代Intel Core处理器家族”(2011 2nd Generation Intel Core processor family),号称基于Intel首个新的“Visibly Smart”微架构,采用32nm工艺和第二代高K金属栅极(HKMG)技术制造,集成大约10亿个晶体管。Sandy Bridge家族将继续采用Core i7、Core i5、Core i3的子系列划分方式,但LOGO标识全面更新。

    Sandy Bridge是Nehalem的继任者,也是其工艺的升级版,从45nm进化到32nm。Sandy Bridge将有八核心版本,二级缓存仍为512KB,但三级缓存将最大扩容至16MB。而Sandy Bridge最主要特点则是加入了game instrution AVX(Advanced Vectors Extensions)技术,也就是之前的VSSE。

    

Sandy Bridge平台Acer Z5761台式一体机

Intel Core i5-2400S处理器,它采用Intel第二代32nm HKMG工艺制造,LGA1155封装接口,原始主频2.50GHz,外频100MHz(Nehalem/Westmere都是133MHz),倍频25x,一级缓存8路关联256KB,二级缓存8路关联4×256KB,三级缓存12路关联6MB,整合Intel第六代图形核心,支持超线程技术和AES-NI、AVX指令集,其中AES-NI新增七条指令,可加速数据加密和解密,AVX(高级矢量扩展)则针对密集型浮点运算,并协助一般用途和工程应用的加速。

Sandy Bridge处理器命名方式

    前面提到Sandy Bridge将沿用当前Intel的现有CPU品牌,包括Core i系列以及经典的奔腾和赛扬。命名方式也依然是品牌名称+数字的结构,不过数字位数则由原来的三位恢复到了此前的四位。

    其中Intel Core为处理器品牌,型号依然分为i3/i5/i7,后边的四位数字首位的“2”表示第二代Core i系列产品,接下来的三位代表产品名称,最后一位字母则代表包含有特殊功能。目前已知的字和含义如下:
K:开放倍频、核心电压,允许自由超频或降频,默认主频和睿频加速所能达到最高主频与标准版一致。

无:标准版,热设计功耗四核心95W、双核心65W

S:四核心的节能版,热设计功耗65W,默认主频较标准版更低,睿频加速所能达到最高频率与标准版一致。

T:超低功耗版,四核心45W、双核心35W,默认主频更低,睿频加速最高频率也降低。

目前已知具体产品分析

    Core i7方面型号目前已知的型号为2600,4核心8线程处理器,并将会有3个版本,分别为Corei7-2600K、Corei7-2600和Corei7-2600S,Corei7-2600K和Corei7-2600核心频率均为3.4GHz,支持Turbo Boost至3.8GHz;Corei7-2600S的核心频率为2.8GHz,并支持TurboBoost至3.8GHz,内建8MB Cache,图形核心频率为850MHz,其中Corei7-2600K和Corei7-2600可支持超频至1.35GHz,Corei7-2600则支持超频至1.1GHz,功耗方面前两者为标准95W TDP,Corei7-2600S节能版本则为65WTDP。

    主流级Core i5系列将推出2500、2400和2390三款型号,其中2500和2400均为4核心4线程处理器,2390则为2核心4线程处理器,2500有标准版、K版、s版和T版,k版和标准版核心频率为3.3GHz,S版核心频率为2.7GHz,T版则为2.3GHz,前三款版本支持Turbo Boost技术至3.7GHz,图形核心频率为850MHz,并支持超频至1GHz,T版本则支持Turbo Boost技术至3.3GHz,图形核心频率为650GHz,并支持超频至1.25GHz,功耗方面,标准版和K版均为95WTDP,S版为65WTDP,T版为45WTDP。

    除2500外,Core i5系列还有2400和2390两个版本。其中2400将推出标准版和S节能版,前者核心频率为3.1GHz,支持TurboBoost技术至3.4GHz,S节能版核心频率为2.5GHz,支持Turbo Boost技术至3.3GHz,标准版为95W TDP、S节能版为65W TDP,两者内建6MB Cache,图形核心则850MHz,并支持超频至1.1GHz。2390则只推出T版本,核心频率为2.7GHz,支持Turbo Boost技术至3.5GHz,内建3MBCache,图形核心频率为650MHz,支持超频至1.1GHz,并支持35WTDP。

    Corei3系列则出2120和2100两款型号共3款产品,为2核心4线程处理器,不支持Turbo Boost技术,2120为95WTDP标准版,核心频率为3.3GHz,2100会推出95W TDP标准版和T特别节能版,前者核心频率为3.1GHz,后者为2.5GHz,三款处理器均内建3MB Cache,其中2120和2100标准版图形核心频率为850MHz,并支持超频至1GHz,功耗为65W TDP,2100T图形核心频率则为650MHz,支持超频至1GHz,功耗为35WTDP。

    针对移动平台,M系列则推出Core i7和Core i5两系列,型号分别为Core i7-2920XM、Core i7-2820QM、Core i7-2720QM、Core i7-2620M、Core i5-2540M和Core i5-2520M,前三款为4核心4线程,后三款为2核心4线程,最高核心频率为2.5GHz,支持TurboBoost至3.5GHz。

Sandy Bridge特色技术介绍

下一代Turbo Boost(睿频)动态加速技术:

Sandy Bridge特色技术介绍
第一代睿频加速技术图解

    Lynnfield Core i7/i5首次引入了智能动态加速技术“Turbo Boost”(睿频),能够根据工作负载,自动以适当速度开启全部核心,或者关闭部分限制核心、提高剩余核心的速度。现有处理器都是假设一旦开启动态加速,就会达到TDP限制,但事实上并非如此,处理器不会立即变得很热,而是有一段时间发热量距离TDP还差很多。Sandy Bridge利用这一点特性,允许单元控制单元(PCU)在短时间内将活跃核心加速到TDP以上,然后慢慢降下来。PCU会在空闲时跟踪散热剩余空间,在系统负载加大时予以利用。处理器空闲的时间越长,能够超越TDP的时间就越长。此外Sandy Bridge GPU图形核心也可以独立动态加速,最高可达1.35GHz。如果软件需要更多CPU资源,那么CPU就会加速、GPU同时减速,反之也是同样的道理。

    上一代的处理器虽然也自带了图形核心,但它与CPU是双内核封装,只是通过45nm工艺、更多着色硬件、更高频率提升了性能,Sandy Bridge则将CPU、GPU封装在同一内核中,全部采用32nm工艺,特别是显著提高了IPC(指令/时钟)。Sandy Bridge处理器集成的GPU核心是业界首个配备全新执行管线的图形核心,它隶属第六代图形核心,同样是32nm HKMG工艺技术,支持高清视频、立体3D、主流游戏、多任务、在线社交、多媒体等等。CPU核心与GPU核心共享三级缓存,也支持Turbo Boost技术,可以独立加速或降频,从而优化性能并降低功耗。此外对高清视频编码和解码的完美支持也让它成为了新一代的视频处理悍将。


AVX(高级矢量扩展):

    Sandy Bridge最大的亮点是引入了“高级矢量扩展”指令集,简称“AVX”,它的出现与经典的SSE多媒体指令集有着异曲同工的作用。而之所以可以添加更多的指令集,与核心面积、制作工艺的革新有着密不可分的关系。

    以最小的核心面积为基础,Intel将所有SIMD单元都转向了256-bit。AVX支持256-bit操作数,能够很好地满足更高吞吐量的浮点引擎。Sandy Bridge允许256-bit AVX指令借用128-bit的整数SIMD数据路径,这就使用最小的核心面积实现了双倍的浮点吞吐量,每个时钟可以进行两个256-bit AVX操作。Sandy Bridge的峰值浮点性能翻了一番,这就对载入和存储单元提出了更高要求。Sandy Bridge架构中载入和存储地址端口是对称的,都可以执行载入或者存储地址,载入带宽因此翻倍。 SNB的整数执行也有了改进,ADC指令吞吐量翻番,乘法运算可加速25%。

    最终看来新指令集的加入让Sandy Bridge处理器改进了性能,丰富了功能,可以提供更好的数据管理、组织能力。比如数码相片编辑、数字内容创作等等都可以体会到新指令集的妙用所在。

Sandy Bridge配套芯片组

    文章一开始我们就提到了即将于明年上市的Sandy Bridge将会使用全新的LGA 1155接口。与之配套的主板也必将升级换代,现有的主板无法将无法兼容。Sandy Bridge配套的芯片组依然保持着H和P两个系列。H系列支持图形芯片显示输出,P系列不支持。

Sandy Bridge配套芯片组
采用全新消光黑PCB的技嘉P67A-UD3R主板

    目前已经登场了为数众多的P67芯片组主板,首先P67芯片组主板无法使用集显功能,可以使用8+8模式的双卡,并且内存频率没有锁定,H67则锁定了内存频率。

    H67和P67都支持SATA 6Gbps,但最多只支持两个设备,其余4个SATA接口的速率则依然为3Gbps。主板上将会以不同颜色来区分出接口速率的不同。新的芯片组没有加入对USB 3.0的原生支持,需要使用第三方芯片实现。

    另外最新一代的芯片组PCI-E 2.0通道的速度全面提升至5GT/s,而目前Intel芯片组的PCI-E通道速度仅为2.5GT/s,这个速度将最高传输速度限制在250MB/s,无法满足USB 3.0和SATA 6Gbps的数据带宽需要,而最新一代的芯片组所采用的PCI-E2.0通道完美的解决了这个问题。这样,单向数据传输带宽达到500MB/s,双向1GB/s。在数据带宽上满足了USB 3.0接口的需要,只需简单安装一个第三方解决方案就可以体验USB3.0的高速传输速率了。

    首批曝光的Sandy Bridge处理器是面向主流市场的主打产品,未来还将发布LGA 2011接口的Sandy Bridge,它将取代现有的桌面优异平台LGA 1366接口的i7系列产品。LGA 2011平台将支持四通道内存以及6个以上核心的CPU。

IT168 评测观点:

    整合了目前可以找到的全部资料,我们为大家详细介绍了即将于2011年初登场的Sandy Bridge处理器,与此同时,基于这最新一代处理器处理器的成品也已经曝光,Acer Z5761此前已经曝光,虽然在保密期内我们无法公布最新一代处理器的真实性能,但相信最终的测试结果也不会让大家失望,再等待一段时间,Sandy Bridge处理器将会成为新一轮的重点产品。

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