一代產(chǎn)品N種架構(gòu)!酷睿i系列CPU全解析
泡泡網(wǎng)CPU頻道6月17日 在酷睿2大獲成功的基礎(chǔ)上，Intel基于Core 2系列優(yōu)秀的運算核心，大刀闊斧的改良了CPU架構(gòu)，從而誕生了全新的Core i系列處理器。Core i首次整合了內(nèi)存控制器、拋棄了老邁的FSB啟用高速的QPI總線、加入大容量共享式三級緩存，在技術(shù)和架構(gòu)方面以后來者居上的姿態(tài)全面壓制AMD Phenom II系列產(chǎn)品，性能方面更是遙遙領(lǐng)先！
BloomField、Lynnfield、Clarkdale三種核心
Nehalem、Westmere、Sandybridge三種處理器架構(gòu)
全新架構(gòu)的Core i系列的確非常誘人，但也很煩人。從技術(shù)方面來講，同為Core i系列產(chǎn)品線，居然擁有兩種不同的CPU和接口、三種截然不同的架構(gòu)。在型號命名方面來講，共有三種型號i7/i5/i3，但這三種型號并沒有與三種架構(gòu)相對應(yīng)，三種型號又被細分為五大系列，讓消費者一頭霧水……
為了幫助大家深刻認識Intel Core i產(chǎn)品線，理清Intel處理器及平臺的技術(shù)和特色，并找到適合自己的產(chǎn)品，筆者特意將Intel全線產(chǎn)品的規(guī)格型號整理出來，并按照核心架構(gòu)的不同分類介紹給大家，供選購時參考。
★ 首批Core i7：965X、940、920三款
2008年10月，Intel正式發(fā)布了Nehalem架構(gòu)的Core i7 965/940/920三款處理器以及X58芯片組，這是Intel第一款整合內(nèi)存控制器和QPI總線的產(chǎn)品，因此備受關(guān)注。
i7 9XX系列處理器是基于Nehalem架構(gòu)的首款產(chǎn)品，核心研發(fā)代號是Bloomfield，采用了45nm工藝制造，是原生四核心設(shè)計，集眾多先進技術(shù)于一身：
1. 超線程技術(shù)回歸，四核八線程大幅提升CPU的多任務(wù)和多線程計算能力；
2. 整合三通道DDR3內(nèi)存控制器，帶寬大幅提升、延遲大大下降，從此內(nèi)存不再是瓶頸；
3. QPI總線取代FSB總線，用以連接北橋芯片，Core 2架構(gòu)最大的瓶頸被消除；
4. 采用大容量共享式三級緩存設(shè)計，較少數(shù)據(jù)等待延遲，多核應(yīng)用效率提升。
i7 9XX系列的主要特點：四核心、八線程、三通道、三級緩存
★ 第二批Core i7：975X、960、950、930
在首批Core i7發(fā)布三月后，Intel改進制程，依然是45nm工藝但D0比C0體制更好、功耗發(fā)熱更低、超頻能力更強。
由此就誕生了主頻達3.33GHz的i7 975X處理器，主流價位的i7 920也跟著沾光，D0制程的新版大受歡迎。為了進一步細分產(chǎn)品線，不同倍頻的型號相繼上市，他們是960(3.2GHz,與965X相同但960鎖倍頻)、950(3.06GHz)、930(2.8GHz)。
而此前的940和920的主頻分別為2.93GHz和2.66GHz。Bloomfield核心的整個i7 9XX系列CPU除了主頻（倍頻）不同外，其它方面幾乎沒有任何區(qū)別，默認QPI總線速度Extreme版要更高一些，但不會影響處理器性能。
★ 配套芯片組X58+ICH10R，接口類型LGA1366
與之搭配的芯片組，只有X58這一款。X58芯片組為傳統(tǒng)的南北橋設(shè)計，北橋通過QPI總線與CPU相連，內(nèi)部整合了36條PCI-E 2.0通道，可以靈活的分配為兩條x16或者四條x8插槽，供多顯卡使用。
而南橋方面使用的依然是P45芯片組當(dāng)中的ICH10R，通過DMI總線與北橋相連，基本功能相信大家都比較熟悉，就不再贅述。
★ Bloomfield核心Core i7 9XX系列CPU的特點總結(jié)：
四核八線程、三通道內(nèi)存還有可以支持多顯卡互聯(lián)的X58芯片組，這些就是Bloomfield核心Core i7 9XX系列CPU的主要特點。
三通道內(nèi)存帶來的不僅是很高的內(nèi)存帶寬，更重要的是六條插槽全插滿的話，可以支持最大12/24GB的海量內(nèi)存容量，這對有特殊需求的用戶很有吸引力。
X58北橋是目前整合了最多PCI-E 2.0通道的芯片組，對于需要強大游戲性能或者通用計算性能的用戶來說，自然是插越多顯卡越好，因此X58是這類用戶的不二之選。
總的來說，i7 9XX搭配X58，是Intel為追求優(yōu)異性能玩家提供的終極選擇，雖然它無論CPU主板還是內(nèi)存都價值不菲，而且功耗很大，但除此之外別無它選。
Bloomfield核心的Core i7 9XX系列雖然性能強大、功能完備，但由于X58主板和三條內(nèi)存成本太高，難以普及。于是Intel準(zhǔn)備推出簡化版的Lynnfield核心，這就是Core i7 8XX和i5 7XX系列。
Lynnfield核心示意圖
Lynnfield相比Bloomfield，在處理器內(nèi)核部分幾乎沒有任何改動，同樣是45nm工藝、原生四核心設(shè)計、支持超線程(僅限i7)、三級緩存容量也保持8MB，它也整合了內(nèi)存控制器和QPI總線，但刪去了一條內(nèi)存通道，成為主流的雙通道設(shè)計，QPI總線也刪去了一條，僅保留一條。
Lynnfield與Bloomfield的L1/L2/L3完全相同
事實上，對于大多數(shù)普通用戶來說，三通道內(nèi)存的帶寬過剩，因此刪去一條之后，性能并沒有多少損失。另外Bloomfield內(nèi)置的兩條QPI總線是給多CPU互聯(lián)之用，而在民用市場基本完全閑置，只有一條QPI總線用來連接北橋，因此刪掉一條沒有任何影響。
簡化成雙通道之后，Lynnfield的針腳數(shù)量和封裝面積縮小不少
Bloomfield已經(jīng)整合了傳統(tǒng)北橋最重要的功能——內(nèi)存控制器，所以X58北橋當(dāng)中就只剩下了PCI-E控制器。Lynnfield核心由于定位較低一些，考慮到大多數(shù)主流用戶并不需要多顯卡互聯(lián)，因此Intel索性將北橋當(dāng)中剩余的模塊——PCI-E控制器簡化之后（只有16條通道），全都整合在了CPU當(dāng)中。
正因為整合了PCI-E控制器的關(guān)系，Lynnfield的晶體管數(shù)以及核心面積都要比Bloomfield大，所以Core i7 8XX處理器的售價比相近頻率的Core i7 9XX還要貴。好在P55主板要比X58便宜，而且雙通道內(nèi)存顯然比三通道便宜，另外不支持超線程技術(shù)的i5 7XX售價還算厚道，因此很受歡迎。
★ 配套芯片組P55，接口類型LGA1156
通過Intel官方Lynnfield核心示意圖來看，處理器與芯片組之間居然沒有使用QPI、而是通過DMI總線相連。要知道QPI總線帶寬高達25GB/s，而DMI僅有2GB/s。
Intel官方的這張示意圖讓很多人產(chǎn)生誤解
事實上在Lynnfield核心內(nèi)部，除了整合了內(nèi)存控制器外，Intel連PCI-E控制器也整合了進去（因此上圖顯卡直接與CPU相連），這就相當(dāng)于整顆北橋都被CPU吃掉了，連接CPU與北橋的QPI總線自然也不會幸免。如此一來，CPU將直接與“南橋”相連，他們之間的總線叫做DMI。
Lynnfield內(nèi)部整合了QPI總線，但已被鎖定，可以通過超外頻提升
也就是說，Lynnfield內(nèi)部還是整合了QPI總線的，雖然只有一條，這一條QPI總線用以連接CPU核心部分與PCI-E控制器部分。Bloomfield核心的QPI總線頻率可以隨便超，而Lynnfield核心的QPI被鎖定，其實沒有任何關(guān)系，因為QPI的唯一用途就是連接北橋，內(nèi)存走的是直連通道已經(jīng)不經(jīng)過QPI總線了，因此超頻QPI不會有什么性能提升。
P55是單芯片設(shè)計的芯片組，其本質(zhì)上就是一顆南橋，功能和ICH10R沒有太大區(qū)別，既不支持SATA3.0也不支持USB3.0，而且南橋中的PCI-E通道是落后的1.0版本。要知道Lynnfield核心內(nèi)部整合的PCI-E 2.0通道只有16條，只能滿足單顯卡或者雙顯卡的需要，此時如果用戶有需要使用高速的擴展設(shè)備（比如USB3.0擴展卡）的話，P55南橋提供的PCI-E 1.0接口就成為了最大瓶頸。
為了緩解這一瓶頸，一線主板廠商不得不整合第三方PCI-E橋接芯片，將P55當(dāng)中的多條PCI-E 1.0通道組合起來使用，這種方法讓主板成本增加不少。
★ Lynnfield核心Core i7 8XX和i5 7XX系列CPU的特點總結(jié)：
在CPU核心部分，Lynnfield與Bloomfield可以說沒有任何區(qū)別，它最大的特點就是外圍模塊：雙通道DDR3內(nèi)存、整合PCI-E控制器，只支持雙x8帶寬的雙卡互聯(lián)。
i7 8XX和i5 7XX的唯一區(qū)別是超線程，i5被人為的屏蔽了HT功能，四核心四線程，并行計算性能損失不少，但單核效能不變，因此非常適合游戲玩家。
由于CPU整合了整顆北橋的關(guān)系，P55芯片組其實就是一顆南橋芯片，再加上少了一條內(nèi)存通道，因此Lynnfield+P55平臺的整體功耗要比Bloomfield+X58平臺低很多。
整套平臺成本較低、加上超低的功耗和發(fā)熱，Lynnfield+P55平臺成為了主流中高端玩家最喜愛的配置。
顯然，四核心的Lynnfield還不夠親民，主流市場依然是雙核心的天下，所以雙核心的Clarkdale誕生了，這顆核心也擁有很多亮點：首次使用32nm工藝、首次整合GPU，但其架構(gòu)非常特殊，不同于之前的任何一款產(chǎn)品。
★ Clarkdale核心：雙芯片封裝、內(nèi)置GPU設(shè)計
Clarkdale核心處理器封裝示意圖
Clarkdale核心包括CPU和GPU兩個部分，CPU部分使用了新一代32nm工藝制造，是雙核心四線程設(shè)計；GPU部分就是傳統(tǒng)意義上的北橋，為45nm工藝制造，內(nèi)含雙通道DDR3內(nèi)存控制器、PCI-E控制器和集成顯卡。
Clarkdale的北橋(GPU)和CPU部分示意圖
CPU部分和GPU部分是各自獨立的，微觀上通過QPI總線相連，宏觀上被封裝在了一起，接口是與Lynnfield相同的LGA1156。整體上來看Clarkdale不僅整合了內(nèi)存控制器和PCI-E控制器，還整合了顯示核心，看似更加先進。
透過這張架構(gòu)圖，就可以更清楚的認識Clarkdale的互聯(lián)架構(gòu)
實際上它的這種架構(gòu)與Core 2時代的G45沒有本質(zhì)區(qū)別，只不過G45的北橋(GPU)在主板上，而Clarkdale的北橋被轉(zhuǎn)移到了CPU內(nèi)部。也就是說，Clarkdale的內(nèi)存控制器并沒有被真正整合在CPU核心內(nèi)部，而是在北橋當(dāng)中，需要透過QPI總線傳輸數(shù)據(jù)，這與Bloomfield/Lynnfield直連的內(nèi)存控制器有本質(zhì)區(qū)別，這樣做的結(jié)果導(dǎo)致Clarkdale的內(nèi)存帶寬和延遲相比Core 2提升不大——顯然，這不是整合內(nèi)存控制器產(chǎn)品應(yīng)有的性能表現(xiàn)。
而且QPI帶寬僅僅能夠滿足雙通道DDR3-1333內(nèi)存帶寬的要求，沒有富裕的帶寬用來傳輸CPU和GPU之間還有其它設(shè)備的數(shù)據(jù)，因此以往Core 2平臺上的FSB瓶頸依然存在。表面上看，Clarkdale什么都整合了，可實際上，它什么都沒有整合。
★ 核心微架構(gòu)升級：從Nehalem到Westmere
在CPU部分，Intel將新一代32nm工藝的處理器核心架構(gòu)命名為Westmere，Westmere架構(gòu)相比Nehalem架構(gòu)其實并沒有多少改進，唯一的變化就是提供了7組新指令集的支持，分別是6組AES指令集和1組Carryless multiply指令，主要用于加密、解密運算。
Clarkdale的特點：雙核心、四線程、4MB L3、AES指令集、整合顯卡
Clarkdale的CPU部分為雙核心四線程設(shè)計，一、二級緩存沒有變化，但三級緩存減少至4MB，顯然雙核心不需要像四核心那樣超大容量的L3。減少L3的好處就是節(jié)約大量晶體管，成本和功耗發(fā)熱都得到了很好的控制。
★ 配套芯片組H55，接口LGA1156
由于都采用了LGA1156接口，Lynnfield和Clarkdale是可以共用芯片組的，但如果想要使用Clarkdale內(nèi)置的集成顯卡的話，就必須使用H55芯片組，因為只有H55才支持FDI通道，用來輸出顯示信號：
所以，H55和P55最大的區(qū)別就是能否支持FDI，其它南橋功能上的刪減都是無關(guān)緊要的。
另外，Lynnfield和Clarkdale內(nèi)置的PCI-E 2.0通道雖然都是16條，但Lynnfield可以被拆分為兩個x8通道支持雙卡互聯(lián)，而Clarkdale不能被拆分只能支持單個獨立顯卡。
如此一來，Clarkdale處理器搭配P55主板的話，即便主板提供了兩條PCI-E插槽也不能支持雙卡互聯(lián)，而且內(nèi)置顯卡無法使用。因此Clarkdale的非常好的搭檔還是H55。
★ Clarkdale核心Core i5 6XX和i3 5XX系列CPU的特點總結(jié)：
由于Clarkdale核心的內(nèi)存控制器、集成顯卡、PCI-E控制器都在北橋里面，CPU與北橋雖然被封裝在了一起，而且使用了新一代的QPI總線，但是瓶頸依然存在，導(dǎo)致內(nèi)存性能和GPU性能并不理想（但相比上代Core 2平臺改進還是很明顯的）。
不過，由于CPU部分使用了32nm工藝，北橋部分使用了45nm工藝（AMD的北橋還是65nm/55nm），因此Clarkdale搭配H55平臺的整體功耗再創(chuàng)新低。而且由于CPU和北橋被封裝在了一起，散熱問題更容易解決，所以Clarkdale+H55成為了HTPC用戶和入門級用戶的最愛。
Clarkdale核心目前有Core i5 6XX和i3 5XX兩個產(chǎn)品線，它們之間最主要的區(qū)別就是i5支持睿頻智能加速技術(shù)，默認頻率較高而且可以自動超頻，而i3默認頻率較低且不支持睿頻，但超線程技術(shù)得以保留。當(dāng)然兩者的價格也差很多，總的來說i3性價比超高，而i5比較雞肋。
此外Clarkdale核心還有一款尚未正式發(fā)布但已經(jīng)開賣的產(chǎn)品，就是Pentium G6950，該產(chǎn)品默認頻率更低、超線程技術(shù)被屏蔽、三級緩存減至3MB，由于功能和規(guī)格刪減較多，而價格并沒有便宜太多，實際性價比其實不如i3。
★ 32nm工藝6核12線程的Core i7 980X
2010年3月，Intel在32nm工藝成熟之后，在45nm Bloomfield核心基礎(chǔ)上進行了改進，由此誕生了代號為Gulftown的六核心處理器：
代號為Gulftown的六核心處理器在架構(gòu)上其實與Bloomfield完全相同，但由于該處理器使用了32nm制造工藝，而且與Clarkdale一樣支持AES加密/解密指令集，因此Intel將其歸類到了Westmere架構(gòu)里面。
模塊化的設(shè)計使得Intel很容易去擴充核心數(shù)量和緩存大小
Gulftown相比Bloomfield，得益于32nm先進工藝，Intel可以在CPU內(nèi)部植入更多的晶體管，最終結(jié)果就是核心多了兩顆，三級緩存由8MB升級為12MB，其它架構(gòu)和技術(shù)方面沒有任何變化（唯一的改進就是加入了AES加密指令），配套芯片組依然是X58，老主板只要更新BIOS內(nèi)CPU代碼就能支持。
可以看出，Gulftown在晶體管數(shù)大增的同時，核心面積反而有所較少，32nm工藝的威力可見一般。Gulftown目前只有Core i7 980X這一個型號，今后Intel將會發(fā)布倍頻較低并且鎖定倍頻的主流版本。
由于Gulftown在架構(gòu)方面與Bloomfield幾乎沒有差別，只是改進工藝擴充規(guī)模的產(chǎn)物，因此Intel將其依然命名為Core i7 9XX系列。
★ Gulftown核心Core i7 980X的特點總結(jié)：
Gulftown與Bloomfield的區(qū)別，自然就是它最大的特點：32nm工藝帶來的低功耗發(fā)熱、更高的超頻潛力、6核心12線程的恐怖實力、還有12MB三級緩存帶來的更高效能，這些都是讓玩家們心動不已的賣點。
i7 980X定價實在太高，非普通人可以接受，據(jù)悉低頻率、鎖倍頻版本的六核版本正在醞釀之中，值得期待。
當(dāng)前Intel的處理器分為Nehalem(45nm)和Westmere(32nm)兩種架構(gòu)，LGA1366和LGA1156兩套平臺，X58、P55、H55(H57)三種芯片組，Bloomfield、Lynnfield、Clarkdale和Gulftown四顆核心，Core i7 9XX/8XX、i5 7XX/6XX、i3 5XX五大系列，其關(guān)系錯綜復(fù)雜，根本無法一一對應(yīng)。
可能連Intel自己都覺得以上架構(gòu)、平臺與型號實在太過混亂了，于是準(zhǔn)備使用全新的架構(gòu)終結(jié)以上所有產(chǎn)品，時間將會是今年年底和明年全年。
從目前曝光的有限資料來看，新一代SandyBridge架構(gòu)將分為LGA2011、LGA1356和LGA1155，主要區(qū)別就是內(nèi)存通道數(shù)，預(yù)計平臺和芯片組也將一一對應(yīng)，這樣其產(chǎn)品線就要相對清晰一些了。
SandyBridge架構(gòu)依然是Nehalem架構(gòu)的延續(xù)，重新排列組合各種模塊而已
其中LGA2011定位高端，將支持四通道內(nèi)存，會有4/6/8核多種產(chǎn)品，都支持超線程技術(shù)，三級緩存升級至恐怖的20MB！處理器整合內(nèi)存控制器，還整合了多達40個通道的PCI-E 3.0控制器，但沒有整合顯卡。
LGA1356定位相對較低一些，支持三通道內(nèi)存，也是最多8核心設(shè)計，支持超線程，20MB三級緩存，整合內(nèi)存控制器和24條PCI-E 3.0控制器。
LGA1155定位主流，僅支持雙通道內(nèi)存，會有2/4核產(chǎn)品，也支持超線程技術(shù)，三級緩存降至6MB，處理器內(nèi)置PCI-E控制器和整合顯卡。
雖然接口和架構(gòu)改進較大，但萬變不離其宗，其實處理器內(nèi)核部分的改動是非常微小的，Intel在不停的調(diào)整CPU外圍的總線和功能模塊，在嘗試了Lynnfield與Clarkdale核心之后，最終決定采用Lynnfield的模式，將PCI-E總線也整合在了CPU當(dāng)中。Clarkdale非原生式的架構(gòu)和Bloomfield傳統(tǒng)南北橋的架構(gòu)都被拋棄。
● 如何區(qū)分Intel的核心代號與架構(gòu)代號？
雖然Intel的處理器架構(gòu)以及核心非?；靵y，但Intel的策略還是很清晰的，完全按照Tick Tock鐘擺式的模式在前進——奇數(shù)年改進工藝、偶數(shù)年改進架構(gòu)：
其中，Bloomfield核心Core i7 9XX、Lynnfield核心Core i7 8XX和i5 7XX，這些45nm工藝的處理器Intel將其統(tǒng)稱為Nehalem架構(gòu)。Nehalem是架構(gòu)代號，而Bloomfield和Lynnfield是核心代號，但由于是否整合PCI-E控制器的關(guān)系，Bloomfield和Lynnfield在架構(gòu)方面還是有很大區(qū)別的。
Clarkdale核心Core i5 6XX和i3 5XX還有Gulftown核心Core i7 980X，這些32nm工藝的處理器Intel將其統(tǒng)稱為Westmere架構(gòu)。嚴格來說Gulftown與Bloomfield沒有本質(zhì)區(qū)別，應(yīng)該屬于Nehalem架構(gòu)，為什么要把Gulftown和Clarkdale這兩顆風(fēng)馬牛不相及的產(chǎn)品放在一起呢，因為這兩顆32nm的核心都支持新的AES指令集。
至于新一代的Sandybridge架構(gòu)，其實微架構(gòu)方面改動并不大，高端的LGA2011平臺是Nehalem架構(gòu)的改良版，而低端的LGA1155平臺是Westmere架構(gòu)的改良版。目前曝光的資料還太少，因此就不做深究了。
● 如何區(qū)分Intel的處理器命名規(guī)則？
上面這幅圖，就很清楚的標(biāo)明了Intel Core i全系列產(chǎn)品的架構(gòu)和技術(shù)特色，下面再重點強調(diào)一下：
Core i7 9XX：4核心8線程，LGA1366接口，搭配X58芯片組(特點是PCI-E通道多)，支持三通道DDR3內(nèi)存，支持睿頻加速技術(shù)
Core i7 8XX：4核心8線程，LGA1156接口，搭配P55或H55芯片組，支持雙通道DDR3內(nèi)存，支持睿頻加速技術(shù)
Core i5 7XX：4核心4線程，LGA1156接口，搭配P55或H55芯片組，支持雙通道DDR3內(nèi)存，支持睿頻加速技術(shù)
Core i5 6XX：2核心4線程，LGA1156接口，搭配H55芯片組（如果P55就不能使用集顯），支持雙通道DDR3內(nèi)存，內(nèi)置集成顯卡，支持睿頻加速技術(shù)
Core i3 5XX：2核心4線程，LGA1156接口，搭配H55芯片組（如果P55就不能使用集顯），支持雙通道DDR3內(nèi)存，內(nèi)置集成顯卡，不支持睿頻技術(shù)
在產(chǎn)品線中，還有一款定位于入門級別的產(chǎn)品，奔騰G6950，其僅僅具備兩顆核心，不支持超線程技術(shù)和睿頻加速技術(shù)，三級緩存被精簡至3MB，同時也僅僅能夠支持1066MHz的DDR3內(nèi)存。在GPU方面，奔騰G6950也是有所精簡，僅僅達到了533MHz的頻率?！?/FONT><
關(guān)注我們
