22nm新紀元 Intel第三代酷睿首發評測
泡泡網CPU頻道4月24日 終于,它來了。雖然以Core i7 2600K為代表的第二代Intel智能酷睿處理器仍然如日中天,不過它的歷史使命已經完結,隨著科技水平的不斷前進,新老交接的一幕將要再次上演。就如當初它接替Core i7 920一樣,如今,Core i7 3770K的到來,意味著全新第三代智能酷睿處理器Core iX 3000系列正式登場,并且成為主角。
或許我們已經習慣了這每十幾個月一次的更新換代,也預料到了這一天的到來。從幾個月之前開始,關于Intel新處理器的各種小道消息和曝光就沒有停止過,甚至我們早已經知道,今天將會是全新酷睿的解禁之日。不管怎樣,今天我們終究可以一窺第三代酷睿的全貌。
這是真正的全新一代產品,采用了革命性的22納米工藝制造,是目前地球上非常先進的半導體制造工藝,一顆小小的芯片上凝聚了人類最高科技的精華,它將會為我們帶來哪些改變和驚喜呢?
作為PC產業的領導者,微處理器是Intel的最核心產品。而在處理器更新方面,Intel遵循著Tick & Tock的策略:Tick年更新制造工藝,Tock年更新微架構。而今年正是工藝革新年,因此相比上代2000系列酷睿處理器,3000系列最主要的改變就是工藝,核心架構則進行微調而非大幅更改。第三代Intel智能酷睿處理器的核心架構名稱為IvyBridge,從名字來看,就可以看出其與上代架構SandyBridge的淵源了。
這一次IvyBridge依然采用最高四核心的物理架構,處理器內部包含了圖形核心、內存控制器、圖形通道控制器和輸入輸出總線控制器。這一代酷睿處理器內部晶體管數量最高達到14億,比SandyBridge多了30%以上。其中圖形核心是作出比較大改變的部分:將會采用包含16個單元的HD4000GPU,并新增DitectX 11支持、多屏顯示、更快速的轉碼單元等等新特性。
而這次的Intel第三代智能酷睿處理器家族依然包含Core i7/i5/i3三大系列,不過首發將僅包含以四核心處理器為主的Core i7/i5系列產品。最高端型號為Core i7 3770K,默認頻率為3.5GHz,最高睿頻頻率為3.9GHz,擁有四核心八線程、三級緩存大小8MB,熱設計功耗為77W,售價為313美元,將會取代Core i7 2600K/2700K。而這一次的產品命名依然延續上代規則:前綴為Core i7/i5,(i3未在首發產品列表中)后邊四位數字中第一位為3,代表第三代智能酷睿處理器,后邊三位數字依照性能強弱編為不同大小的數字,標準版未有任何后綴,而K字代表不鎖倍頻、S為節能版本、T為超低功耗版本。
和以往一樣,新主板芯片組會隨著新處理器同時誕生。而在這次第三代智能酷睿處理器發布之前,全新7系主板已經先行解禁,各大廠商的主板也盡數亮相,對于大家來說已經沒有什么神秘感。
這次Intel 7系主板的處理器插槽接口沒有改變,依然采用LGA 1155。這樣一來,Intel在消費級7系主板將可以兼容上代Sandy Bridge處理器,而上代7系主板在廠商提供Bios支持的情況下也可以使用IvyBridge處理器,兩代處理器和主板形成了交叉兼容的情況。不過,若要體驗新處理器的全部特性,仍需采用IvyBridge處理器和7系芯片組主板。
這次Intel首發推出了Z77、Z75、H77三款消費級芯片組,另有Q77、Q75、B75三款商用芯片組。消費級的三款芯片組中,主要增加了USB 3.0的支持,以及全線支持SATA6Gbps,全線支持核芯顯卡功能,其中只有Z系列支持超頻和多卡系統。
IvyBridge的最大變化莫過于制造工藝,這一次Intel使用了非常先進的22納米工藝和革命性的3D晶體管技術,這是目前人類的最高科技水平,改變了過去幾年中使用的半導體制造技術,在新技術下制造的芯片將擁有更小的體積、更低的功耗和更強的性能,也使得半導體產業著名的摩爾定律得以延續。
Intel每兩年進行制程的更新,而5年左右才會進行一次制造方式的大變革。而這一次的22納米3D晶體管就是這樣一次重大變革。
簡單的來說,3D晶體管將傳統的2D晶體管中平面柵極替換為垂直暑期的3D硅鰭狀物,而電流控制是通過3D鰭狀物中的柵極實現,這樣就讓的晶體管開啟閉合狀態有了更多的可控制選項,當更多晶體管處于開啟狀態時,就會有更多電流通過,從而實現更高性能,而當更多晶體管處于閉合狀態時,則會讓功耗更低,并且根據負載和空閑狀態的不同需求,兩種狀態的切換將更加迅速。
此外,3D晶體管技術可以讓晶體管之間的排列更加緊密,是的單位體積下的晶體管數量大增。結合以上幾點,以32納米2D晶體管為參照,使用22納米3D晶體管技術在低電壓下可以提高37%的性能,而在達到相同性能時,耗電量僅為50%。
IvyBridge正是運用了22納米制程&3D晶體管技術的首個產品
Intel處理器之所以非常強大,除了先進的制造工藝之外,還有許多出色的特色技術和獨家設計。接下來將一一進行介紹。首先是Intel睿頻 2.0技術和超線程技術。
睿頻技術(Turbo Boost)是Intel處理器中一種讓CPU核心根據不同負載狀況自動改變運行速度的機制。以四核心處理器為例,當應用僅使用一個核心時,處理器可以將其他三個核心暫時關閉,而讓工作的核心頻率提高一定幅度,這樣在整體功耗不增加的情況下,CPU會更加效率的工作。睿頻2.0技術可以讓Core處理器更快,更強大。
工作的核心數量不同,頻率提升也不同。以Core i7 3770K為例,默認頻率為3.5GHz,而最高頻率可達3.9GHz,這樣在4核、3核、2核、1核工作的情況下,最高頻率分別為3.9GHz、3.8GHz、3.7GHz、3.6GHz。
超線程技術是讓CPU可以同時執行多重線程,就能夠讓CPU發揮更大效率。超線程技術就是利用特殊的硬件指令,把兩個邏輯內核模擬成兩個物理芯片,讓單個處理器都能使用線程級并行計算,進而兼容多線程操作系統和軟件,減少了CPU的閑置時間,提高的CPU的運行效率。Intel在全新四核心、雙核心IvyBridge處理器中均有使用HT超線程技術。
Intel采用了一系列智能技術,如智能喚醒:可以讓PC從休眠狀態中迅速回到工作狀態。
快速啟動技術是一項讓系統從待機狀態迅速回到工作狀態的功能。當系統休眠時,可以讓處理器等硬件進入到比過去更深入一層的待機狀態,而需要回到工作狀態時比過去更快。甚至可以取代開機、關機的操作。這樣一來可以實現閑置狀態的超低待機功耗,并迅速喚醒回到工作狀態。
智能連接技術可以讓電腦在關機狀態下也可以收發郵件、下載應用,可以自由設定工作時間,屆時系統將自動開啟并進行工作,當任務完成后系統會關機。下載的數據還可以通過云服務同步,這一切都是自動進行的,完全不需要進行手動操作。
要實現所有新特性,需要IvyBridge處理器搭配7系列主板才可以實現。部分功能在6系主板上也可以使用。
這次Intel核芯顯卡的規格大幅提升,除了性能提高之外,功能也更加全面。比如首次加入多屏顯示,讓使用集顯也可以實現三屏輸出。并提供了無線顯示解決方案。
內置高速轉啊嗎單元讓你轉換視頻更快。老用戶應該還記得SandyBridge以多數比不上的速度將一部電影迅速轉換,這次IvyBridge更快。而這一次,支持Intel Quick Sync Video快速轉碼的應用程序將更為豐富,讓更多人可以享受快速轉碼帶來的愉悅體驗。
立體3D是目前視覺技術的重要發展趨勢,也是可以改變人們娛樂方式的一個重要技術。Intru3D讓用戶享受到立體視覺帶來的震撼體驗,甚至包含裸眼3D體驗。無論游戲、照片、視頻都可以使用,擁有Intel核芯顯卡,你就可以享受到這一切。
讓視頻質量更加出色的Clear Video技術。
Intel終于提供了原生USB3.0支持,并且在全系7系列芯片組主板上都有提供,盡管最多只提供2個,但有總勝過于無。
此外,全部7系主板也提供了SATA6Gbps的支持。
對于中小企業、商業用戶來說,數據安全、設備安全的保護是一個需要解決的問題,Intel為他們提供了全面的解決方案和信特性支持。
軟件監控、智能備份、指定設備使用,這些小功能非常方便使用,為中小企業帶來了很多便利,并且節省了成本。
Core i7 3770K是目前主流平臺中最優異的型號,對應全新Z/H等7系主板,同時還會兼容6系主板。
Core i7 3770K Core i7 2600K
外觀方面,Core i7 3770K和2600K并沒有什么區別,兩者大小一樣,接口也同樣為LGA1155。
這顆處理器為ES版本,不過其頻率已經與正式版一致為3.5GHz,并且已經標注了識別編號“QC1X”,生產地點為馬來西亞。是接近最終上市版本的媒體測試版。

背面有1155個觸點,基本上與2600K差異也不大
這次測試主要是對比Core i7 3770K與Core i7 2600K之間的性能差異。
本次測試平臺如下:

此外,對比測試的還有Core i7 3820這款與i7 2600K定位相近的CPU,搭配X79主板。
華碩P8Z77-V Pro主板
CPU-Z截圖如下:
待機為1.6GHz
四核心最高Turbo頻率3.7GHz,由于Turbo的存在,處理器基本不會以默認3.5GHz的頻率運行。i7-3770K CPU部分的頻率與規格幾乎與i7-2700K完全相同,也就是比i7-2600K主頻高100MHz。
整數運算性能基準測試:



單線程SuperPI的運算中,3820的大容量緩存更具優勢,其與3770K的最高睿頻頻率皆為3.9GHz,而2600K的最高頻率則為3.8GHz。而多線程計算中則是3770K小幅領先,其睿頻頻率與3820相同為3.7GHz,比2600K高100MHz。
CineBench、Sandra 2012、AIDA64內存性能測試:



處理器浮點運算性能上3770K相當強勁,盡管主頻要低于3820,但是實際測試成績卻更好。


3770K的內存性能與2600K相近,稍有提高,可以看作是工藝改進帶來的細微性能進步。而3820的內存帶寬則為4通道內存,總帶寬自然要高出許多。
視頻轉碼、文件壓縮和渲染測試:



3770K的WinRAR性能有些失常,稍慢于另外兩款處理器,這一情況在之前泡泡網測試雙核四線程的i3時也有發生過,個人認為這并非個別問題或誤差,看來IvyBridge在壓縮軟件中的性能有一點小問題,導致其性能稍差。而在其他兩項主流應用測試中,3770K的優勢明顯。
3DMark測試:


3770K在3DMark的測試中展現出了更強的實力,分數要高出另外兩款處理器不少。這也是測試中最能體現其優勢的項目之一。
游戲性能實測:





盡管3DMark中CPU分數差距不小,但是三款處理器的游戲性能表現很接近,沒有太大區別,跑分和游戲畢竟不是一回事。單從游戲性能來看3770K并沒有太大提升。
功耗及溫度測試,采用待機和CPU滿載兩種狀態,記錄傳感器檢測的CPU溫度和平臺功耗(不包括顯示器):


溫度并沒有亮點,不過3770K的滿載功耗卻是降低了十幾W。
今天Intel正式發布了基于22nm制程的Ivy Bridge,這款自2010年年底就開始各種曝光、泄漏的處理器至今終于修成正果來到我們面前,對于這款屢次延期的CPU,小編自然難以抑制內心的興奮,樣品到手后就開始了下面的測試——四款Intel核顯性能全面對比評測。

相比Sandy Bridge,Ivy Bridge CPU部分的變化遠比不上核顯部分的改進,似乎可以說相對于CPU部分的TICK制程更新,Intel對核顯部分進行了一次TOCK架構升級。

從上面的結構圖來看,核芯顯卡占據整塊芯片的面積大幅增加,Ivy Bridge相比Sandy Bridge多出的28%的晶體管中就有相當一部分用作了EU可著色處理單元的增加——HD Graphics 4000相比HD Graphics 3000的EU數量增加了4個,達到了16個;Ivy Bridge內置的HD Graphics 4000/2500開始支持DX11(HD Graphics 2000/3000支持DX10.1)、OpenCL3.2(HD Graphics 2000/3000支持OpenCL1.1);此外Ivy Bridge內置的核顯還增強了媒體性能——增強了編解碼器,支持Intel Quick Sync 2.0快速轉碼技術;最后,Ivy Bridge核顯還能支持4096X4096的分辨率和三屏顯示,相比之下Sandy Bridge核顯僅支持最大2500X1600的分辨率。
以上即為Intel四款核顯的規格差別,那么這些參數上的差別在實際應用中究竟有何不同呢?
本次測試的焦點在于兩代處理器之間的核顯性能差別,因此這里的測試均采用CPU核顯,處理器則選擇了基于Ivy Bridge的酷睿i7-3770K和酷睿i5-3450、基于Sandy Bridge的酷睿i7-2700K和酷睿i5-2400。

測試硬件平臺介紹

測試軟件設置說明
首先需要說明的是測試中,由于兼容和穩定性問題,Ivy Bridge核顯驅動采用的2639版本,而Sandy Bridge平臺采用的最新版2656版本驅動。本次測試分為基準性能測試、游戲性能測試和IE9加速應用測試三部分,其中游戲測試選擇了2款DX9游戲、1款DX10游戲和4款DX11游戲(Ivy Bridge核顯已經能支持DX11了)。
本次測試中還分別對CPU和GPU進行了超頻測試——其中CPU均超至4.5GHz,GPU均超至1500MHz(酷睿i5-3450僅對GPU進行超頻),以探究在較高頻率下的核心性能,最后盡管Ivy Bridge內置的內存控制器為DDR3-2133,但是由于目前市場主流的內存為DDR3-1333和DDR3-1600,因此本次測試仍采用兩條4GB DDR3-1600 9-9-9-24內存組建雙通道。
首先我們采用最新的3D性能基準測試軟件3DMark 11進行測試,它是Futuremark最新推出的DX11顯卡性能測試工具,同時也兼顧考察CPU處理器的配合能力,尤其是在并行計算方面。3DMark 11基于原生DX11引擎,全面使用DX11 API的所有新特性,包括曲面細分、計算著色器、多線程。3DMark 11繼承并改良了3DMark Vantage的統計方式,去掉了幾乎沒什么人用的高端級(H)。
酷睿i7-3770K OC測試

Ivy Bridge核顯開始支持DX11可以說是一個重大的改進,不過從上面的成績來看,新一代核心也僅僅是“支持”DX11,如果想獲得更好的3D性能表現還是得求助于獨立顯卡。
不過從圖形得分來看,默認頻率下,HD Graphics 4000相比HD Graphics 2500性能要高出87%,在CPU/核顯超頻后這一差距縮小至44%,因此如果你打算使用核顯的話,對核顯進行超頻是一個不錯的選擇,而且這里的測試還僅僅是超至1500MHz核心頻率下的提升,如果繼續超頻還將有更大幅度提升。
測試核芯顯卡的游戲性能之前根據已有信息小編已經有了心理預期,因此這里盡管選擇了我們之前常用的幾款游戲,其中就包括對硬件性能要求較低的《街頭霸王Ⅳ》,但小編還是將游戲畫質設置為最低。
《街頭霸王Ⅳ》承襲該系列作品的傳統2D玩法,采用了最新的3D繪圖技術,以更華麗的方式重現原作獨特的2D繪圖風格,而而且所用的3D畫面技術非常獨特,體現出原畫設定的感覺,整體畫面非常美麗。
《街頭霸王Ⅳ》街機版畫質設置

從測試結果來看,新一代核顯顯然可以在最低畫質下滿足這款游戲的流暢運行,在超頻后酷睿i7-3770K平臺已經達到了86幀,比默認主頻提升了12幀(除酷睿i5-3450的超頻僅是針對GPU超頻外,這里的超頻是指CPU/GPU均超頻,以下同)。
默頻下,相比上一代Sandy Bridge同級處理器,HD Graphics 4000性能提升了11%,而HD Graphics 2500則提升了達40%。
《星際爭霸Ⅱ》是在目前的即時戰略游戲中仍算比較火的,暴雪為這款DX9游戲帶來相當不錯的畫面,相比一代,《星際爭霸Ⅱ》也增加了新兵種,并對之前的兵種進行了調整。
《星際爭霸Ⅱ》畫質設置

即時戰略游戲對CPU和GPU的性能均有一定要求,因此在對CPU和GPU均超頻后,整個平臺的游戲幀數提升非常明顯。
默頻下,HD Graphics 4000比HD Graphics 3000提升了32%,而HD Graphics 2500比HD Graphics 2000提升了22%。不過超頻帶來的提升幅度,Ivy Bridge反而不如Sandy Bridge,其中Ivy Bridge平臺超頻前后平均提升24%,而Sandy Bridge平臺的超頻提升幅度為35%。
DX10游戲選擇了《孤島驚魂2》。《孤島驚魂2》游戲背景設定在現代的非洲原野上,由于采用了全新圖形引擎——Dunia游戲引擎,在游戲中環境可以動態變化,除了天氣會動態變化外,包括爆炸、火焰等物理特效在內的其他效果都是動態的。
《孤島驚魂2》畫質設置

在前面的DX9游戲測試中我們看到,Ivy Bridge核顯在DX9環境下的表現讓人較為滿意,不過當轉移到DX10游戲中時,這一情況卻發生了變化,在高畫質下,新一代核顯并不能滿足性能需求,除酷睿i7-3770K運行還算流暢外,其余平臺均出現明顯卡頓。
不過在本次測試中,Ivy Bridge核顯相比上代的提升還是比較明顯的,其中HD Graphics 4000比HD Graphics 3000提升了62%,看來Intel很早之前透漏的60%性能提升并不為假。
《塵埃3》是由Codemasters制作并發行的一款賽車競速游戲,這一號稱“有史以來最大型的拉力賽游戲”采用了與《F1 2010》同樣的Ego引擎,擁有更加擬真的天氣系統及畫面效果。除了傳統的拉力賽以外,游戲還提供挑戰賽,該模式中限制了車輛的控制,使比賽更需要技巧。
《塵埃3》畫質設置

由于上代Sandy Bridge核顯只支持到DX10.1,并不能支持DX11,因此在DX11游戲測試中,我們僅測試了Ivy Bridge核顯,那么Intel在這方面取得了什么樣的成就呢?
測試成績喜憂參半,喜的是在最低畫質下,HD Graphics 4000已經能基本流暢得運行《塵埃3》,憂的是作為市場主流的HD Graphics 2500并不能讓人滿意,游戲運行中談不上流暢,游戲體驗可謂糟糕。
《異形大戰鐵血戰士》PC版支持DX11里的細分曲面(Tessellation)、高清環境光遮蔽(HDAO)、計算著色器后期處理、真實陰影等技術,多項新技術的采用讓這款游戲備受關注。

《異形大戰鐵血戰士》

《異形大戰鐵血戰士》是一款對顯卡性能要求較高的DX11游戲,在這里新一代核顯遭遇了重大挫折——游戲幀數僅為個位數。
這時談性能已經沒有多少意義了,總之在《異形大戰鐵血戰士》這樣的標準DX11游戲面前,核芯顯卡還有很長的路要走。
卡普空的《失落的星球2》曾是最早提供DX10支持的游戲之一,因此也成為熱門的評測用游戲。而在DX11時代,《失落星球2》雖然沒有拔得頭籌,但對 DX11技術的應用也絲毫不落人后。DX11技術將幫助該作提供煙霧容積和景深效果,更真實的爆炸、火焰和液體特效,依靠細分曲面技術呈現更多的細節。
《失落的星球2》畫質設置

相比上一項測試,在《失落的星球2》中,Ivy Bridge核顯的表現要相對好一些,但是游戲運行中卻仍談不上流暢,不過HD Graphics 4000的情況明顯好于HD Graphics 2500,領先幅度在60%左右。
《地鐵2033》是一款采用寫實風格的DX11游戲大作,大量DX11特效的使用使得這款游戲成為新一代的顯卡殺手,游戲中的環境雕琢得非常細致,從破敗昏黃的場景到群聚的悲傷人群,豐富的細節與光影效果成功地營造出一股陰郁末世的氣氛。
《地鐵2033》畫質設置

在《地鐵2033》測試中,一切似乎又回到了《異形大戰鐵血戰士》的情景,盡管這里新一代核顯已經擺脫了個位數的厄運,但是平均游戲幀數僅在十幾幀。在這里再談兩款核顯之間的性能差別已經沒意義了。
IE9 Fishtank可以很好的測試CPU和GPU在網頁渲染中的性能,在HD Internet時代,網頁將包含有更多圖片和Flash視頻,本次測試則分別設置500條自由游動的魚和1000條進行測試。
IE9 Fishtank 1000fish測試

未來的網頁將具有越來越多的視覺元素,網頁渲染也將成為GPU的工作內容之一,不過好在新一代核顯均能滿足目前的這種需求,不過我們也應看到在1000fish測試中,HD Graphics 2500在超頻情況下也未達到60幀滿幀,這意味著在flash廣告橫行的國內,你的新酷睿i5的核顯也未必招架得住這些滿屏亂竄的家伙。
從Intel Core i7-3770K的表現來看,整體性能相比上代產品有略微提升,圖形部分提升稍微大一些,但是并沒有質的飛躍。因此,IvyBridge在大部分人眼中應該是個不過不失的產品,不會給人太多驚喜,但也沒有什么毛病能挑出來。
而這次升級中,Intel沒有針對處理器性能部分進行大幅提升, 但是平臺功能、特性卻有著天翻地覆的改變,讓用戶更趨向與平臺的整體更換,而傳言2年后,Intel將會在消費級PC市場發布單片系統,將傳統意義上的CPU、主板全部整合,或許這才是其最終目的,從IvyBridge開始的變化只是一個小小的前奏,未來的路還很漫長。■<
關注我們


