多大緩存夠用？酷睿2家族6大系列橫評
首先我們來算一筆小賬，關(guān)于Intel處理器的二級緩存：
- 二級緩存512K的賽揚(yáng)雙核E1200只要270元，二級緩存1M的奔騰雙核E2140售價為370元，您需要花費(fèi)100元來購買這額外的512K緩存；
- 二級緩存2M的酷睿2 E4300或者奔騰雙核E5200的售價在550元以上，這就意味著您得再出200元來購買這額外的1M二級緩存；
- 二級緩存3M的酷睿2 E7200售價750元，你又得掏出200元來購買這額外的1M二級緩存；
- 二級緩存4M/6M的酷睿2系列處理器依次類推……
是不是很有意思呢？不管酷睿2、奔騰雙核還是賽揚(yáng)雙核，他們的核心架構(gòu)其實是完全相同的，頻率可以隨意更改，唯一不同的就是二級緩存?？梢院敛豢鋸埖卣f，Intel就是在賣二級緩存，200塊錢1M，您想要多少兆？
事實上歷年來Intel都是通過二級緩存的大小來劃分產(chǎn)品線，以前只有奔騰和賽揚(yáng)兩種規(guī)格，到了酷睿2時代Intel達(dá)到了登峰造極的境界：僅僅是雙核產(chǎn)品就擁有512K、1M、2M、3M、4M、6M多達(dá)六個版本，四核產(chǎn)品也有4M、6M、8M、12M四個版本，令人眼花繚亂！Intel細(xì)分產(chǎn)品線的策略在每個價位都提供了優(yōu)秀的產(chǎn)品，但也給廣大用戶制造了前所未有的困惑：到底多大二級緩存才夠用？
縱觀英特爾處理器的發(fā)展，且不論核心架構(gòu)如何改變，以級數(shù)增長的二級緩存是最直觀的。奔騰4時代0.18微米工藝的Willamette擁有256K二級緩存，0.13微米的Northwood核心擁有512K，后期0.09微米的Prescott一度增大到1M。到了酷睿時代，在架構(gòu)發(fā)生了翻天覆地的變化的同時，65納米工藝讓二級緩存再次翻倍，即便是剛推出時低端酷睿的代表Allendale核心，二級緩存也達(dá)到了2M，高端酷睿更是擁有4M的二級緩存。進(jìn)入45nm工藝后，二級緩存的容量進(jìn)一步加大，高端E8X00系列二級緩存達(dá)到了驚人的6M，低端E7X00也達(dá)到了3M之多，至此Intel從512K到6M甚至12M實現(xiàn)了二級緩存的“無縫銜接”。
誘人的二級緩存——價值不菲
對于玩家來說，CPU的主頻不是問題，最低頻的型號通過超頻可以超過Intel最高頻的型號，外頻及內(nèi)存帶寬也能超上去，唯獨(dú)二級緩存是個軟肋。那么，CPU二級緩存的大小究竟有多重要？二級緩存到底對性能的影響有多大？用戶花大代價購買大緩存的型號值不值？多少二級緩存才是性能與價格的平衡點(diǎn)？本文將對此進(jìn)行深入研究。
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電腦中CPU的好壞，從根本上影響著一臺電腦的性能表現(xiàn)，即便是使用一片優(yōu)異顯卡，配合低端CPU，在高負(fù)載DX10游戲中，性能表現(xiàn)還是很差，而將CPU更換成更強(qiáng)的型號后，性能就會得到顛覆般的提升。
那么，提升CPU的性能有哪些方法呢？筆者認(rèn)為有5種方法：CPU架構(gòu)的徹底改變（奔騰4到酷睿），CPU工藝的提升（65nm酷睿到45nm酷睿），增加CPU的核心數(shù)量（想想服務(wù)器為什么是多路并聯(lián)就可以明白），增加二級緩存（近幾年英特爾處理器的發(fā)展就能一窺究竟）提升核心頻率（為什么那么多玩家熱衷于超頻）。
45nm不僅讓CPU頻率得到提升，而且可以植入更大的二級緩存
上述5種方法，都可以有效提升CPU的性能，但實現(xiàn)的難度各有不同，我們按照實現(xiàn)的難易程度進(jìn)行說明：
- 核心架構(gòu)的徹底改造，想想當(dāng)初P4轉(zhuǎn)成酷睿架構(gòu)的難產(chǎn)，實現(xiàn)的難度很大；
- 核心架構(gòu)的改進(jìn)，每一次生產(chǎn)工藝的進(jìn)步，就是核心改進(jìn)的前提，而先進(jìn)制造工藝的上馬，需要雄厚的資本作為前期投資，這點(diǎn)也是不好實現(xiàn)的；
- 增加核心數(shù)量，雖然在服務(wù)器市場，SMP成為了主旋律，但在民用市場，因為軟件環(huán)境的匱乏，即使是目前火熱的VISTA系統(tǒng)，連4核還不能很好地充分利用。所以，即使技術(shù)上可行，盲目上馬多核也是沒有效果的；
- 核心頻率的提升，這點(diǎn)對于超頻玩家來說，喜聞樂見，即使是QX9770這樣的優(yōu)異CPU，也不能逃過被超頻的命運(yùn)。但是，對一般用戶而言，性能優(yōu)良的散熱系統(tǒng)絕對不會比一臺中端電腦便宜。所以面對多數(shù)用戶（OEM、ODM）的英特爾，不會把默認(rèn)頻率和電壓設(shè)定的很高；
- 對英特爾來說，提升二級緩存的容量，是最為行之有效的方法，提升L2的容量，能夠提升系統(tǒng)的性能，而且還便于劃分CPU的等級，何樂而不為呢！
45nm新工藝下的核心結(jié)構(gòu)圖：近一半晶體管被用來制造二級緩存
按二級緩存的大小劃分價格等級，這樣的劃分實際上是根據(jù)CPU的架構(gòu)和成本有關(guān)系的。英特爾的CPU對二級緩存的大小非常的敏感，與其CPU的一級緩存設(shè)計有直接關(guān)系。一般來講，只有一級緩存中沒有CPU所需要的數(shù)據(jù)時，才會從稍慢的二級緩存中讀取。而INTEL CPU采用的是“數(shù)據(jù)+代碼指令緩存”設(shè)計，基于這種架構(gòu)設(shè)計的的一級緩存分為用來存放數(shù)據(jù)和執(zhí)行這些數(shù)據(jù)的指令的兩個獨(dú)立部分，兩者可以同時被CPU訪問，減少了爭用Cache所造成的沖突。這樣的設(shè)計利弊都很明顯，有利的是降低處理器的生產(chǎn)難度和成本（一級緩存的生產(chǎn)成本比二級緩存更高）。弊端同樣明顯，因為一級緩存容量有限，并不能滿足CPU的讀取要求，對二級緩存的依賴性嚴(yán)重。
現(xiàn)在大家就可以了解到，為什么AMD的A64(X2)系列二級緩存從512K增長到1M性能提升并不明顯，而Intel的CPU從1M增長到2/3/4/6M依然能夠獲得可觀的性能提升。這一方面是架構(gòu)設(shè)計決定的，另一方面是Intel的先進(jìn)工藝允許設(shè)計如此大容量的二級緩存，而AMD則無能為力。
45nm無疑是今年最熱門的話題，目前Intel的65nm全線CPU都已停產(chǎn)，正處在甩貨階段，新45nm處理器雖然價格昂貴但購買者依然熱情高漲，這其中很大的原因來要?dú)w功于更大的二級緩存。
● 45nm工藝的超強(qiáng)威力
新的45nm生產(chǎn)工藝將可以大大提升核心電子管的數(shù)量，同時可以提升速度達(dá)20%，并且熱量可以降低30%。45nm Core 2 Duo的核心芯面積縮減到107平方毫米，相對于Conroe核心的143平方毫米，面積縮減了大約33.6%，而相比上代的2.91億個晶體管提升到4.1億個晶體管也是一大進(jìn)步，這也正是借助于45nm制程Intel才能做到在晶體管數(shù)量大幅增加的情況下縮小核心面積。
同現(xiàn)在普及的65nm技術(shù)相比，英特爾45nm技術(shù)具有多個方面的優(yōu)勢：
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晶體管密度提升了2倍，從而使芯片體積更小
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晶體管切換功率降低30%以上
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晶體管切換速度提升20%以上
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源極-漏極漏電功率降低5倍以上
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柵極氧化物漏電功率降低10倍以上
在英特爾的45nm工藝中，采用了鉿基High-K（高K）柵電介質(zhì)+Metal Gate（金屬柵）電極疊層技術(shù)。High-k柵介質(zhì)與Metal Gate柵極的引入能夠使得晶體管漏電率較之傳統(tǒng)材料降低10倍以上，與65nm制程工藝相比能夠在相同耗能下提升20%的時鐘頻率亦或是在相同時鐘頻率下?lián)碛懈偷暮哪堋Ｒ肓烁逰柵電介質(zhì)和金屬柵層疊技術(shù)后，漏電量減少到1/10以下，晶體管性能提升了20%，可以說高-k柵介質(zhì)加金屬柵極，英特爾45nm徹底打破行業(yè)桎梏。
● 二級緩存
新的45nm工藝的使得Intel公司的工程師能夠在處理器核心內(nèi)部放入更多的電子管。在此之前65nm雙核心Conroe E4XXX處理器共享二級緩存的容量為2M，而新款45nmWolfdale E7XXX處理器卻可以擁有3M的二級緩存，45nm E8XXX集成了6M的二級緩存。
45nm處理器除了二級緩存容量相比上代65nm產(chǎn)品高出50%以外，緩存的相聯(lián)度也有大幅度提升，擁有3MB L2緩存的Core 2 Duo E7000系列采用12-way，相對于采用8-way設(shè)計的E4000增加了一級；擁有6MB L2 cache的E8000則采用24-way相聯(lián)度設(shè)計，這就相當(dāng)于在容量提升50%的同時位寬也同比提升。
● 增加SSE4指令集及全新微架構(gòu)
相比上代產(chǎn)品相比，Wolfdale處理器對于桌面用戶最為重要的莫過于Intel先進(jìn)數(shù)字媒體增強(qiáng)技術(shù)，它的內(nèi)容包含了對數(shù)字媒體的一系列優(yōu)化、增強(qiáng)，包括了SSE4指令集的加入以及全新的Super Shuffle Engine超級傳送引擎 。
英特爾的SSE4(流式單指令多數(shù)據(jù)擴(kuò)張)指令集包含了54條新指令，其中的47條指令在Wolfdale/Penryn上實現(xiàn)，被稱作SSE 4.1，SSE4除了擴(kuò)展Intel EMT64指令外，還針對高清編碼、播放、圖形渲染、三維渲染、3D游戲應(yīng)用進(jìn)行了多方面的改進(jìn)，使得產(chǎn)品的性能在更大范圍內(nèi)得到提升。
基于45nm制程的新一代Core 2 Duo系列處理器上，英特爾加入了全新的SSE4.1指令集，使得45nm制程處理器增加了兩個不同的32bit向量整數(shù)乘法運(yùn)算單元，同時還增加了8位Unsigned最小值和最大值運(yùn)算、16位及32位Signed運(yùn)算和6條浮點(diǎn)運(yùn)算指令，而這一系列的改進(jìn)同樣也出現(xiàn)在定位于中端市場的Core 2 Duo E7000系列處理器上。
從架構(gòu)上看，除了45nm工藝帶來的電氣改進(jìn)之外新的Penryn微架構(gòu)主要有5方面的改進(jìn)：
Intel Wide Dynamic Execution（Intel寬動態(tài)執(zhí)行）方面的改進(jìn)著實從基礎(chǔ)上提升了處理器的運(yùn)算性能，包括快速16進(jìn)制除法器、更快速的操作系統(tǒng)基礎(chǔ)支持、增強(qiáng)的Intel虛擬化技術(shù)三個部分。
Intel Advanced Smart Cache（Intel先進(jìn)智能緩存）則進(jìn)一步提升了緩存性能，以符合未來多核心的趨勢，其包括了更大容量的緩存以及更多路的緩存關(guān)聯(lián)。
Intel Smart Memory Access（Intel智能內(nèi)存存?。┨嵘搜b載數(shù)據(jù)的速度，包括強(qiáng)化的存儲轉(zhuǎn)發(fā)結(jié)構(gòu)和更高的總線帶寬設(shè)計。
Intel Advanced Digital Media Boost（Intel先進(jìn)數(shù)字媒體增強(qiáng)）則是對數(shù)字媒體的一系列優(yōu)化、增強(qiáng)，包括了SSE4指令集的加入，以及全新的Super Shuffle Engine超級傳送引擎。
Intel Intelligent Power Capability（Intel智能電源特性）則是充分發(fā)揮新制程的特點(diǎn)，降低總體能源的消耗，包括了深層關(guān)機(jī)技術(shù)和增強(qiáng)的Intel動態(tài)加速技術(shù)。
在酷睿2剛推出的時候，相比前代產(chǎn)品Pentium4/PentiumD革命性的核心架構(gòu)，超大容量的共享式二級緩存，勾起了無數(shù)人對性能的期待。不過剛開始Intel對產(chǎn)品線的劃分不夠人性化，同為E6X00系列，只有高頻的E6600、E6700和X6800擁有4M二級緩存，低頻的E6400和E6300僅有2M緩存，這就使得4M成為高端的代名詞，也成為一些囊中羞澀玩家的夢想。
當(dāng)初E6600的定價也在2000元以上，所以4M緩存難以進(jìn)入平常百姓家。隨著酷睿架構(gòu)制造工藝的進(jìn)步和市場需求的改變，后來的E6320、E6420、E6550等都將二級緩存增大到4M，并且進(jìn)一步提升前端總線，再加上價格逐漸逼近千元，4M二級緩存的E6XX0取代了早期的E6X00成為了中端市場的明星產(chǎn)品。
頻率設(shè)置為400×7=2.8GHz
此次測試我們使用的是4M L2系列唯一一款至尊處理器Core 2 Extreme X6800，這款CPU一經(jīng)發(fā)布就取代曾經(jīng)的雙核之王Althon 64 FX62，成為全球各大媒體評測室的高端基準(zhǔn)測試平臺，相信大家在很多評測中都能夠看到它那繁忙的身影。
X6800采用65nm工藝Conroe核心，前端總線為1066MHz，4M共享式二級緩存，Extreme系列不鎖倍頻，而且是Intel官方篩選出來的體制非常好的的核心，超頻能力是65nm中的佼佼者。本次測試并不局限于X6800本身，而是用其代表4M緩存的酷睿2 E6XXX全系列，以體現(xiàn)65nm工藝下4M緩存的性能。
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2M二級緩存的酷睿2，給很多人帶來了遺憾，也給更多的人帶來了驚喜。
在酷睿2剛發(fā)布時，4M的E6600、E6700都高高在上，很多人只能退而求其次購買2M的E6300和E6400，即便如此1500左右的售價非一般人所能接受。
不久之后Intel調(diào)整產(chǎn)品線，正式將2M系列的酷睿2命名為E4X00系列，E6XX0統(tǒng)一為4M。E4X00上市價格就不足千元，性價比自然很高，雖然前端總線只有800MHz，但是超頻到1066MHz甚至1333MHz都是輕而易舉。所以第一批購買E6300/6400的人郁悶了，而花800元左右購買酷睿2 E4300開心了。
時至今日，早已停產(chǎn)的E4X00系列在市場上都很受歡迎，畢竟2M二級緩存屬于“比上不足、比下有余”型，而且還掛著“Core 2 Duo”的頭銜，遠(yuǎn)非1M的“Pentium Dual-Core”可比。
不過，這種情況因45nm新版奔騰雙核E5200的上市得到改觀，E5200頻率更高、超頻潛力更大，而且同樣擁有2M二級緩存，雖然不支持SSE4.1指令集，但完整的繼承了45nm處理器優(yōu)化后的核心，浮點(diǎn)運(yùn)算效率更強(qiáng)。無論從哪個方面來講，都比酷睿2 2M系列強(qiáng)！
本次測試，我們選用了最早的一代2M緩存處理器，曾經(jīng)讓人垂涎三尺的E6300，相信第一批嘗鮮酷睿2的玩家使用的都是它。雖然制程較老，但超頻能力不減當(dāng)年，400×7=2.8GHz輕松達(dá)成，它同樣可以代表E4X00系列處理器的性能，方便我們進(jìn)行二級緩存的性能對比測試。
奔騰Pentium這個響亮的名字跟隨了Intel許多年，一直都是高性能的代名詞，直到P4時代，由于設(shè)計理念的差錯（Netburst架構(gòu)的超長流水線），丟掉了性能冠軍的寶座，因此Intel也痛定思痛，推出了酷睿這個新的品牌，從此宣告了低頻率高性能低功耗的時代來臨，并無情地拋棄了奔騰這個名字。
低價格、低功耗、性能不俗，奔騰雙核持續(xù)熱賣
但在酷睿上市后，雖然性能優(yōu)勢明顯，但是市場中表現(xiàn)并沒有達(dá)到預(yù)期設(shè)想。尤其是在中低端市場，在AMD價格戰(zhàn)策略面前顯得束手無策。從產(chǎn)品形象上講，作為一個新的品牌——酷睿，依托性能優(yōu)勢代表高端性能，新的品牌為了維護(hù)形象不能自降身價與AMD的K8進(jìn)行纏斗！此時，Intel對酷睿架構(gòu)進(jìn)行改造（閹割），誕生了全新的奔騰雙核處理器沖向低端市場與AMD展開白刃戰(zhàn)。
雖然名為奔騰，但實則酷睿芯，E2XX0系列憑借著酷睿2優(yōu)秀的架構(gòu)，即便二級緩存很小，但是照顧了價格便宜而且性能很不錯，不僅低端用戶喜歡，不少游戲玩家也通過超頻提升性能，在CPU不產(chǎn)生瓶頸的前提下，花更少的錢得到了更好的享受，奔騰雙核在市場中廣受好評，奔騰這個經(jīng)典招牌也重獲新生。
1M二級緩存本身容量很小，再加上默認(rèn)頻率又低，因此奔騰雙核與酷睿2系列的性能差距很大。但是超頻后就不一樣了，E2XX0系列的超頻能力絲毫不輸給酷睿2系列，高頻率、高外頻可以一定程度上彌補(bǔ)二級緩存的不足，奔騰雙核在很多游戲中都不至于造成瓶頸，這使得它迅速成為游戲玩家的最愛。
雖然CPU的競爭，看似只有INTEL和AMD在爭奪，但實際兩家的競爭程度絲毫不比板卡廠商弱，隨著市場競爭的加劇，為了照顧低端用戶的需要，同時占領(lǐng)更多的市場，INTEL審時度勢推出了比奔騰雙核更低端的E1200。
E2XX0系列本已占領(lǐng)了中低端市場的大部分份額，在其之下，雙核賽揚(yáng)針對的市場對象已不多，推出雙核賽揚(yáng)，可以說是戰(zhàn)略意義大于市場意義，型號只有E1400和E1200兩款，實際上市場中也僅有低頻的E1200。
作為INTEL的戰(zhàn)略工具，雙核賽揚(yáng)最大的任務(wù)就是鉗制AMD的雙核速龍產(chǎn)品，同樣成本下，能夠帶來更好的性能表現(xiàn)，并且超頻性能十足，這兩點(diǎn)正是AMD雙核速龍所欠缺的。初期上市的雙核賽揚(yáng)，超頻幅度100%的能力比比皆是，一時讓AMD臉上無光，同時由于二級緩存背精簡至512KB，即使超頻至高主頻后，性能還是和自家中高端產(chǎn)品有差距，不會對中高端產(chǎn)品線產(chǎn)生影響。
進(jìn)入45nm工藝以后，除了制造工藝的改進(jìn)，二級緩存容量繼續(xù)加大外，CPU的核心執(zhí)行效率的提升也不容小視。得益于工藝進(jìn)步，在同樣大小下，可以堆積更多的緩存，相比之前的4M二級緩存，現(xiàn)在加大到6M二級緩存無疑讓人對性能很期待。
遺憾的是，由于趕上大環(huán)境的冷清，初期上市價格和產(chǎn)品型號的較小，E8X00系列僅僅是少數(shù)發(fā)燒友手中的玩具，一般百姓無福消受，市售銷售平淡，但作為業(yè)界最具領(lǐng)導(dǎo)力的廠商，引導(dǎo)刺激消費(fèi)點(diǎn)的產(chǎn)生對Intel來說絕對不是難事。
隨著E8X00系列型號的增多，用戶的可選擇性也很大，倍頻上的產(chǎn)生的主頻差距，完全可以通過超頻來化解，擁有全部功能，并且倍頻在8這個吉利數(shù)字的E8200成為了市場的寵兒，即使沒有太好的散熱，500外頻的基本盤呼聲在一次響起，而8倍頻后的頻率卻是4GMHz，當(dāng)年Intel P4倒下的頻率，現(xiàn)在已經(jīng)成為了玩家的日常使用頻率。
伴隨著工藝的進(jìn)步，INTEL CPU也進(jìn)入更新?lián)Q代時代，E7X00取代E4X00也成了計劃上的日程，與上一代的Core 2 Duo E4X00系列處理器相比，基于45nm制程的Core 2 Duo E7000系列處理器在核心規(guī)格上有了顯著的提升，包括更高的FSB總線頻率、更大的二級緩存容量以及多種新技術(shù)的加入，E7000系列產(chǎn)品的頻率以及緩存容量都要比目前的E4000系列高出一個檔次，用戶可以用到相近的價格來購買到性能更強(qiáng)的產(chǎn)品，取代E4000更是勢在必行。
在國內(nèi)的DIY市場里，長期以來一直有著“得中端者得天下”這樣的說法，根據(jù)目前的國情需求，高端產(chǎn)品雖性能強(qiáng)悍，但是實際需求卻鳳毛麟角，而低端產(chǎn)品又利潤太薄，所以中端產(chǎn)品才是兵家必爭之地，并且一直深受國內(nèi)玩家的歡迎。E7200作為首款入門級45nm產(chǎn)品，對于消費(fèi)者的誘惑可想而知，45nm帶來的低功耗和高性能一直是玩家所追捧的首要條件。
相比E8X00系列6MB二級緩存CPU價格的昂貴，削減一半二級緩存后的E7X00系列，性能下降不多，但價格更加平實，上市初期不足千元的價格，極強(qiáng)的超頻性，讓人想起了當(dāng)年的叱咤風(fēng)云的酷睿E6300，而在E7200推向市場后，也獲得了不錯的銷量。
45nm CPU可謂是集萬千寵愛于一身，較之前的65nm有不小提升，除了在性能提升明顯外，功耗的表現(xiàn)也非常出色。但由于價格高高在上，一直未能走入平常百姓家。而現(xiàn)在，在AMD的節(jié)節(jié)攻勢下，Intel必須盡快將產(chǎn)品線布置妥當(dāng)，用以繼續(xù)保持對AMD產(chǎn)品線的全面壓制。
為了細(xì)分產(chǎn)品線，完善中低端的銜接，同時也是取代老邁的65nm E4x00和E2xx0系列，Intel在中端明星E8200之后，先后派出了兩元守關(guān)大將——E7200和E5200。
E7200雖然二級緩存相比E8200減半，但由于價格實惠一上市就掀起了渲染大波，而E5200則是隱藏殺手，二級緩存被再次閹割，從3M砍至2M，和此前的E4X00系列相同，但它的任務(wù)卻是取代1M的奔騰雙核，因此價格會更為厚道，絕對是低端用戶值得期待的產(chǎn)品！
非常遺憾的是，由于奔騰雙核E5200的倍頻太高，Intel對它的外頻作了限制，風(fēng)冷400外頻幾乎是不可能完成的任務(wù)，即便將倍頻降下來也無濟(jì)于事，因此本文的對比測試未能加入E5200，至于其性能表現(xiàn)，大家可以參閱“最便宜的45nm!奔騰雙核E5200全面測試”一文。
通過前文的介紹大家可以了解到，目前Intel酷睿2架構(gòu)的桌面雙核處理器按照二級緩存可以分為六大類：512K、1M、2M、3M、4M、6M，四核心又有四大類：4M、6M、8M、12M。
由于Intel的四核心處理器是由兩顆雙核心組合而成，理論上二級緩存對四核CPU的影響與雙核是完全相同的。因此本文就不考慮四核處理器，單純研究二級緩存容量對雙核CPU的性能影響情況。
本次測試中，筆者找來了英特爾65/45nm雙核里有代表性的CPU，其緩存包括涵蓋所有的六種型號，我們將其頻率統(tǒng)一調(diào)節(jié)至400x7=2800MHz（400外頻正好可以滿足雙通道DDR2-800內(nèi)存帶寬的需要，確保內(nèi)存不是瓶頸）進(jìn)行對比測試，這樣就能排除主頻、外頻和內(nèi)存帶寬的差異，單純考察二級緩存對CPU的性能影響幅度。
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硬件系統(tǒng)配置 | |
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處理器 |
Core 2 Duo E8200 (雙核/2.66GHz/6M L2) Core 2 Extreme X6800 (雙核/2.93GHz/4M L2) Core 2 Duo E6300 (雙核/1.86GHz/2M L2) Pentium Dual-Core E2140 (雙核/2.2GHz/1M L2)
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主板 |
華碩 MAXIMUS EXTREME CHINPSET:X38 |
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硬盤 |
西部數(shù)據(jù) WD3200AAKS |
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內(nèi)存 |
海盜船 Dominator TWIN3X2048-14400C7DF 2X1G DDR3 1800×2 (7-7-7-20) |
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顯卡 |
ASUS 9800GTX |
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電源 |
海盜船TX1000W (額定1000W) |
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顯示器 |
ASUS 24寸 |
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軟件系統(tǒng)配置 | |
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操作系統(tǒng) |
Windows VISTA Ultimate SP1 32BIT |
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顯示驅(qū)動 |
Nforce 177.89 |
為了不使測試平臺的其它部分作為瓶頸，選用了華碩ROG X38搭配9800GTX 進(jìn)行輔助測試，為了不使內(nèi)存帶寬成為瓶頸，使用海盜船統(tǒng)治者14400組成雙通道加強(qiáng)內(nèi)存帶寬，同時存儲方面使用目前在市場中反響良好的西數(shù)單碟320G 3200AAKS進(jìn)行測試。將平臺性能發(fā)揮到最大！
注：本次測試的初衷是統(tǒng)一外頻和主頻，并消除一切影響處理器性能發(fā)揮的瓶頸。遺憾的是，在常規(guī)散熱條件下，筆者手頭的數(shù)顆E5200無論如何設(shè)置都不能達(dá)到400MHz外頻。無奈只能退而求其次以280x10進(jìn)行測試，雖然主頻也是2.8GHz，但由于外頻差距太大（外頻影響內(nèi)存實際可用帶寬），導(dǎo)致性能不甚理想，故本文省去E5200的成績，還望讀者海涵！
● CPU理論運(yùn)算對比測試
◎ Sisoftware Sandra性能測試
Sisoftware Sandra是一套功能強(qiáng)大的系統(tǒng)分析評比工具，擁有電腦你能想到的各種設(shè)備的測試方案，作為一款系統(tǒng)測試軟件，除了可以提供詳細(xì)的硬件信息外，還可以做產(chǎn)品的性能對比。其中算數(shù)和浮點(diǎn)運(yùn)算程序直觀明了，能夠大體知道一款CPU的性能表現(xiàn)。
在算數(shù)運(yùn)算中，由于性能表現(xiàn)完全取決于主頻，所以即便二級緩存容量相差12倍，512K的賽揚(yáng)雙核與6M的酷睿2性能基本相等。
而在浮點(diǎn)運(yùn)算中，45nm處理器對內(nèi)核架構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化，性能獲得了不小的提升，相比之下二級緩存依然是毫無建樹，65nm版本的4M和512K性能相當(dāng)，45nm的3M和6M性能相等。
看來這些純數(shù)學(xué)運(yùn)算測試軟件無法反映出CPU的真實性能，因為這些軟件很難利用到CPU的分支預(yù)測工作，也體現(xiàn)不了二級緩存大小對指令預(yù)取和排隊的重要性。
◎ ScienceMark 性能測試
ScienceMark是一款通過運(yùn)行一些科學(xué)方程式來測試系統(tǒng)性能的工具。主要用于桌面臺式機(jī)和工作站上測試內(nèi)存子系統(tǒng)，同時也用于測試服務(wù)器環(huán)境中的讀寫延時，當(dāng)然，它對內(nèi)存的帶寬及CPU與內(nèi)存控制器之間的速度等也可進(jìn)行測試。
從Sciencemark的測試結(jié)果看，雖然測試結(jié)果差距非常微小，但45nm工藝新CPU的優(yōu)勢還是體現(xiàn)出來了，只是二級緩存依然無所作為，看來我們還是把目光聚焦在一些實際應(yīng)用軟件上比較好。
◎ Fritz 10 Benchmark 性能測試
這是一款國際象棋測試軟件，但它并不是獨(dú)立存在的，而是《Fritz9》這款獲得國際認(rèn)可的國際象棋程序中的一個測試性能部分。由于國際象棋的運(yùn)算大致仍舊是依靠電腦CPU的高速處理能力，將每一個可能的走法以窮舉算法預(yù)測，從中選擇勝算最大的非常好的走法。所以用它來衡量對比不同的PC系統(tǒng)中CPU的多線程運(yùn)算能力也是有參考價值的。
現(xiàn)在，我們終于考到了二級緩存所帶來的性能差異，雖然不是很多。這里45nm對內(nèi)核的優(yōu)化效果顯然要大于二級緩存的容量，3M的E7200已經(jīng)超過了4M的E6XX0，這一點(diǎn)令人十分驚喜。
拋開制造工藝的不同及45nm新核心的優(yōu)勢的話，從階梯形的性能圖標(biāo)可以看出，512K影響了核心性能的發(fā)揮，而1M的表現(xiàn)已經(jīng)很不錯了。
◎ CineBench R10 性能測試
CineBench使用針對電影電視行業(yè)開發(fā)的Cinema 4D特效軟件引擎，可以測試CPU和顯卡的性能。Maxon公司表示，相對于之前的9.x版，R10版更能榨干系統(tǒng)的最后一點(diǎn)潛能，準(zhǔn)確體現(xiàn)系統(tǒng)性能指標(biāo)。最新R10版，支持XP、Vista、MAC等，最高支持16核。
在CineBench對比測試中，二級緩存的作用被進(jìn)一步放大，512K的雙核賽揚(yáng)力不存心了，1M的奔騰雙核差距也較大，2M的酷睿2損失就比較小了，更大的緩存所帶來的性能提升顯然不是線形的，而是逐級遞減。
3M以上的二級緩存已經(jīng)基本夠用了，此時45nm先進(jìn)的內(nèi)核發(fā)揮出關(guān)鍵作用，3M的E7200讓65nm的4M版本黯然失色。看來二級緩存只能作為輔助，對CPU的性能無法起到?jīng)Q定性的作用！
◎ 高清X264編碼壓縮
在高清視頻流行的今天，有多少人知道欣賞的720P高清電影是通過壓縮1080P視頻得來的，而關(guān)乎壓縮速度的最有效途徑就是使用的CPU以及支持的指令集。所以，筆者采用X264的編碼測試，來大體估算CPU的編碼能力。
從測試結(jié)果看，壓縮的幀數(shù)的提升和二級緩存的大小有很大的關(guān)系，在同為45nm工藝，頻率相近情況下，二級緩存更大的E8400得到的幀數(shù)更高，而在工藝制程間的對比表明，45nm工藝的CPU在視頻編碼過程中比65nm得到的性能更好。E7200的表現(xiàn)十分搶眼。比上代擁有完整二級緩存的X6800表現(xiàn)來的還好。
◎ 壓縮軟件性能測試
WINRAR作為目前最常用的壓縮軟件備受大家喜愛，基本是每臺電腦的必備軟件。而大家也知道，WINRAR的壓縮效率和CPU的性能成等比關(guān)系，CPU運(yùn)算能力越強(qiáng)，壓縮及解壓文件的速度就越快。
從測試結(jié)果看，由于WINRAR并沒有對CPU的指令集做優(yōu)化，僅考驗的是CPU的解壓縮能力，這樣的話，擁有現(xiàn)今工藝制造，并且緩存最大的E8400占據(jù)了第一的位置。在同工藝較量中，成績的排序和緩存容量大小呈正比排列。
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◎ 3D Mark Vantage CPU測試
3DMark Vantage2008年4月28日發(fā)布，是業(yè)界第一套專門基于微軟DX10 API打造的綜合性基準(zhǔn)測試工具，并能全面發(fā)揮多路顯卡、多核心處理器的優(yōu)勢，能在當(dāng)前和未來一段時間內(nèi)滿足PC系統(tǒng)游戲性能測試需求。和3DMark05的DX9專用性質(zhì)類似，3DMark Vantage是專門為DX10顯卡量身打造的，而且只能運(yùn)行在Windows vista SP1操作系統(tǒng)下。
由于此款軟件是針對3D性能的測試，所以只選用了測試項目中的CPU選項的得分進(jìn)行對比。設(shè)置為性能模式，采用1280X1024進(jìn)行測試。
從測試結(jié)果看，緩存的大小和工藝決定得分的高低，在45nm對決中，E8400一馬當(dāng)先，領(lǐng)先E7200有500分之多。而在工藝對比中，即便是緩存小的情況下，E7200也比X6800領(lǐng)先較多?？磥碓谛滦蜏y試軟件中，對新指令集優(yōu)化的情況下，45nm的 CPU發(fā)揮出了效率優(yōu)勢。
◎ PCMark Vantage 性能測試
PCMark Vantage 是Futuremark發(fā)布的新一代基準(zhǔn)測試軟件，并比較完美的對多核心處理器進(jìn)行了優(yōu)化，而且是專為Windows vista 32/64-bit打造的，不再支持Windows 2000/XP。
PCMark Vantage可以衡量各種類型PC的綜合性能，主要分為三大部分進(jìn)行：1、處理器測試：基于數(shù)據(jù)加密、解密、壓縮、解壓縮、圖形處理、音頻和視頻轉(zhuǎn)碼、文本編輯、網(wǎng)頁渲染、郵件功能、處理器人工智能游戲測試、聯(lián)系人創(chuàng)建與搜索。2、圖形測試：基于高清視頻播放、顯卡圖形處理、游戲測試。3、硬盤測試：使用Windows Defender、《Alan Wake》游戲、圖像導(dǎo)入、Windows vista啟動、視頻編輯、媒體中心使用、Windows Media Player搜索和歸類，以及以下程序的啟動：Office Word 2007、Adobe Photoshop CS2、Internet Explorer、Outlook 2007。
PCmark Vantage的測試中，測試的是整機(jī)的性能，CPU在得分中占據(jù)一定的比重，和之前的測試結(jié)論類似，45nm工藝下的CPU提高的不僅是制程，更是對核心執(zhí)行率的改善。而緩存的重要性不言而喻，緩存越大，得分越高。
● DX9游戲CPU性能測試—《半條命2：第2章》
半條命2：第2章引擎在HDR和室外場景的渲染方面有所增強(qiáng)，樹葉渲染上將采用Alpha覆蓋技術(shù)，提供更好的樹葉細(xì)節(jié)和反鋸齒效果。此外還引入全新的粒子系統(tǒng)，將提供動態(tài)軟陰影效果。物理引擎也經(jīng)過重新設(shè)計，提供大場景大范圍的物理效果。
測試方法：自制一段Demo，調(diào)用游戲命令行回放Demo，得到精確的平均FPS。
作為一款較老的游戲，在3D性能上對現(xiàn)今的顯卡要求不高，這樣的情況下，要想幀數(shù)更高，負(fù)擔(dān)就落在CPU身上。在低分辨率設(shè)置下，游戲?qū)PU的運(yùn)算能力是個考驗，更強(qiáng)大的運(yùn)算能力才能帶來更高的幀數(shù)。從成績上看，架構(gòu)核心效率，緩存大小成為了決定性能的關(guān)鍵。而相對來說緩存是該游戲幀數(shù)提高的關(guān)鍵，X6800這次終于翻了身，憑借著比E7200二級緩存大1M的優(yōu)勢，以微弱性能表現(xiàn)領(lǐng)先。
● DX10游戲CPU性能測試—《孤島危機(jī)》
作為年度DX10游戲巨作Crysis的游戲畫面達(dá)到了當(dāng)前PC系統(tǒng)所能承受的極限，超越了次世代平臺和之前所有的PC游戲，即便是搭配優(yōu)異的顯卡，在采用大分辨率開抗鋸齒的情況下，也只能勉強(qiáng)“瀏覽”游戲。
測試方法：Crysis Demo內(nèi)置了CPU和GPU兩個測試程序，我們使用CPU測試程序，這個程序會自動切換地圖內(nèi)的爆炸場景，激烈的爆炸場面嚴(yán)格的考驗著CPU渲染性能，運(yùn)行一段時間得到穩(wěn)定的平均FPS值作為測試依據(jù)。
在低分辨率情況下，顯卡已經(jīng)不是瓶頸，而僅僅在于CPU的運(yùn)算能力。Crysis的兩個CPU測試場景，得出的結(jié)果表現(xiàn)基本一致，在緩存一樣的前提下，45nm CPU未必比65nm CPU表現(xiàn)強(qiáng)出許多。而對游戲速度起決定因素的是二級緩存的容量，而2M的二級緩存是個分水嶺，2140因為只有1M緩存，性能下降嚴(yán)重，而僅有512k的E1200，性能下降更是慘不忍睹。
目前市售的雙核INTEL CPU全系列測試到此結(jié)束了，對所有的測試成績進(jìn)行分析對比后，可以得出以下結(jié)論：
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二級緩存容量在大多數(shù)項目中對CPU性能都有影響，但只是量變并非質(zhì)變；
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二級緩存容量對性能的提升幅度并非線性，容量越大提升幅度越??；
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二級緩存只能作為輔助，對CPU性能起到?jīng)Q定性的作用是內(nèi)核架構(gòu)；
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45nm新CPU不僅是緩存大而已，3M版本在絕大多數(shù)項目中都超過了4M版本。
正是由于二級緩存造成的非線性性能提升關(guān)系，閹割緩存成為劃分CPU檔次行之有效的方法，但緩存究竟多少才夠用是個一直困擾大家的問題，不同的人有不同的答案。
根據(jù)筆者的測試，分析出如下幾點(diǎn)：在同核心架構(gòu)下，用65nm工藝舉例，擁有4MB完整二級緩存的X6800和僅有1MB二級緩存的E2140性能差距明顯，而2MB和4MB二級緩存情況下的差距就沒有這么大的幅度，這就是執(zhí)行負(fù)載量的關(guān)系，舉例來說，在一定的運(yùn)算中，100%可以在4MB二級緩存中完成，就不必從內(nèi)存中讀取數(shù)據(jù)，80%可以在2MB二級緩存中完成，剩下的20%需要從內(nèi)存中讀取，而僅有1MB二級緩存的情況下，就需要更多地等待時間去從內(nèi)存中讀取數(shù)據(jù)，要知道緩存的延時比內(nèi)存的延時低的不是一個數(shù)量級，緩存小的情況下，CPU處理不慢才怪。
到了45nm工藝時代，在核心效率提高的情況下，二級緩存的大小仍然很重要，但和65nm CPU相比，同樣是削減二級緩存比例相同的情況下，E6300 VS X6800、E7200 VS E8200兩相比較，45nm下的差距就沒有65nm下來的大，分析后不難知道，緩存容量的絕對值也十分重要，在筆者的多項測試中，E7200都是緊隨E8200之后，除非執(zhí)行超高的負(fù)責(zé)量，但在用戶的90%應(yīng)用中，一般是不會發(fā)生的。
Intel的二級緩存容量要比AMD大很多，而且如此大容量的二級緩存可以被兩顆核心共享使用，這無意中又大大提高了緩存的利用率、降低了重復(fù)數(shù)據(jù)的浪費(fèi)情況。因此盲目追求二級緩存容量是不可取的，大家可以根據(jù)自己實際應(yīng)用情況來按需選擇，在能夠滿足大多數(shù)需求的情況下減少開銷才是最理智的選擇，下面筆者就根據(jù)目前的市場情況做一個簡單的購買分析。<
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