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本月杂志重点内容预览

CHIP《新电脑》杂志201009 (2010年9月)

横向评测:轻薄高性能笔记本电脑

英特尔Calpella平台整体的低功耗特性和“CPU+PCH”的双芯片布局,使得笔记本电脑的散热方案得以大幅简化。而散热压力的降低带来的最直接好处就是笔记本电脑的物理尺寸可以变得更为轻薄便携。

超级应用:Windows的Service Pack

为Windows打补丁,是每个Windows用户都必做的事情,然而现在Windows 7已经推出有一段时间了,但是SP1补丁还没有推出,我们要如何做才能保证系统更加安全呢?下期CHIP的文章就会告诉大家如何解决可能存在的系统风险。

时尚科技

你是否有过这样的感觉?去博物馆参观各种历史中的重要文物时,因为缺乏相关的背景知识而无法准确体会这件文物的价值和出众之处。

CHIP时间之旅

围绕着个人电脑,世界也在不断地蜕变,你是否知道个人电脑的发源地何在?下期个人电脑时间之旅将为你揭开谜底。

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上月杂志重点内容索引

CHIP《新电脑》杂志201008 (2010年8月)

团购网站的战国时代

2010上半年,中国互联网发展最快的细分行业是什么?互联网购物达人最关注的是什么?在CHIP看来,答案只有两个字:团购。

喷墨与激光的较量:入门打印三选择

学生打印机选购策略,个人打印新趋势。教育市场对打印的需求逐渐向学生个体分散,打印机甚至成为现代教学的必备设备,但面对市场上种类繁多,品牌林立的产品,如何才能挑选到一款最适合学生应用需求的打印机呢?

15款免费PDF创建软件横向评测

PDF是电子文档的国际标准,在现代办公中占有举足轻重的地位。但众所周知,Adobe官方PDF创建软件Adobe Acrobat价格昂贵,而普通办公应用往往用不到软件中的高端功能。那么免费软件能否担当这一重任?CHIP将通过评测,为大家选择一款优秀的免费PDF创建软件。

增强无线网络的覆盖能力

大部分家庭网络用户都已经使用无线网络,但他们对无线网络质量的满意度却普遍不高,这里我们将为你展示如何通过一些简单、经济的方法,帮助你提高路由器的性能以及网络覆盖范围。

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下月杂志内容预告

CHIP《新电脑》杂志201010 (2010年10月)

专题测试:微型单反 VS 入门单反

下期我们将为大家选取价格段相近的微单和初单,结合测试和实际应用的情况进行对比测试,来帮大家做出选择。

IE9专题测试:GPU加速时代来临

长久以来,提到GPU往往人们会想到高性能游戏或专业绘图。然而最新的趋势是,GPU给CPU“打工”情况会越来越多,现在Photoshop中很多操作都可以调用GPU的运算能力,即将上市的IE同样能给GPU安排工作,下期我们就会针对IE9的一些新特性进行测试。

免费备份软件横向评测:有备才能无患

为了保护数据,最好的办法当然是及时备份,防患于未然。那么免费软件能担当这一重任吗?CHIP期望通过下期的评测,为大家选择一款简单易用而又专业高效的免费备份软件。

特别报道:电子书价值几何

现在在地铁里,随处能见到捧着电子书的乘客,网上也经常见到网友讨论电子书这类产品,电子书越来越受年轻用户的欢迎。那么各家电子书的的技术茶品在哪里,它们的成本到底有几何呢?看下期CHIP为你解密。

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Home 杂志精粹 评测与技术 Tick-Tock提速:32nm CPU技术专题测试
Tick-Tock提速:32nm CPU技术专题测试
评测与技术
2010-01-12 10:06

Tags: 32nm | core | core i3 | Core i5 | Core i7 | cpu | intel | Tick-Tock | 专题测试 | 提速 | 英特尔

2008年底,英特尔发布了Nehalem架构,按照“Tick-Tock”钟摆模式,2009年应该是生产工艺提升的一年。时值2010年年初,其CPU制程工艺由45nm提高到了32nm,同期英特尔还同步推出了Nehalem架构的新产品,将两步变作了一步到位。
2008年,英特尔基于Nehalem架构推出了LGA 1366接口的Core i7 9xx系列处理器,它基于45nm制程工艺。按照英特尔的“Tick-Tock”模式,2009年我们应当看到处理器制程工艺的提升。但出人意料的是,在2009年下半年,我们不仅看到了基于LGA 1156接口并采用Nehalem架构的Core i7 8xx和Core i5 7xx系列产品,而且现在我们还看到了基于32nm制程的Nehalem架构新产品——Core i5 6xx和Core i3处理器,甚至还有32nm的移动版Core i5-M和i3-M处理器。
cpu

CPU制造工艺再次领先

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几个月前,也许有人会说显示核心的生产工艺已经超越了CPU,因为AMD-ATI Radeon HD 4700/5000系列显示核心采用了40nm的生产工艺。值得注意的是,TSMC(台积电)所采用的40nm工艺是不能用于生产像处理器这样高速且复杂的大型芯片的,如NVIDIA的40nm GPU,因其Shader频率高达1.5GHz而遇到良品率偏低的问题,就与TSMC的40nm工艺不无关系。因为生产的目的及产品不同,所以GPU的制程与CPU的制程无直接比较意义。毋庸置疑的是,英特尔新发布的32nm制程是半导体行业最先进的生产工艺之一。
32nm是以目前CPU所采用的主流的45nm制程工艺为基础升级而来的。45nm制程是业界首次采用High-K+金属栅极晶体管的生产技术,这一技术性突破既能提高晶体管的性能,又能减少电流的泄漏,有效地提高了能源利用率。32nm技术的第二代High-K+金属栅极晶体管技术,又一次实现了技术上的飞跃。

优化的32nm

在45nm制程中,High-K电介质的等效氧化层厚度为1.0nm,而在32nm制程中,氧化层的厚度仅为0.9nm,同时栅极长度则缩短为30nm。因此,单位面积内可以集成更多的晶体管,处理器的同比封装尺寸可以达到45nm产品的70%。此外,32nm制程采用了与45nm相同的置换金属栅极工艺流程,这样有利于英特尔充分利用现有的成熟工艺。以上改进对于缩小IC的尺寸、提高晶体管性能都起到至关重要的作用,它可以帮助芯片设计人员优化IC的尺寸和性能。
根据资料显示,由于氧化层厚度减小,栅极长度缩短,32nm晶体管的性能较45nm提高14%~22%。同时,32nm晶体管的驱动电流和栅极长度也创造了业内最佳纪录,漏电电流也得到了优化。与45nm制程相比,nMOS(n型互补金属氧化物栅极晶体管)晶体管的驱动电流同比提高14%,漏电量减少为原来的1/5;pMOS(p型互补金属氧化物栅极晶体管)晶体管的驱动电流则同比提高22%,漏电量则减少为原来的1/10。
上述改进使IC的尺寸和性能均得到显著优化。此外,32nm制程还采用了第4代应变硅技术,用于提高晶体管的性能。第4代应变硅技术可将晶体管体积缩小约30%,令电子在晶体管中流通更顺畅、电阻更小、耗电更低。英特尔表示,应变硅技术可将电子流通速度提高10%~20%,在电压不变的情况下,CPU的频率可以进一步提升,或在频率不变的情况下令芯片功耗降得更低。
通过以上改进,我们也不难理解为什么本次CHIP测试的Core i5 661的默认频率就高达3.33GHz,而在65nm或45nm时代,3GHz始终是主流处理器的难以逾越的门槛。

32nm推进处理器绿色进程

cpucpu32nm不仅优化了处理器自身的技术,同时也对周边工艺提出了更高的要求。例如为了满足IC蚀刻的高精度要求,英特尔还使用浸没式光刻技术,使蚀刻电路更加精细和精确,同时对提升芯片良率有很大帮助。此外,32nm还应用了9层铜互联和Low-K值互联层,它可以提升芯片内部的连通效率。在32nm工艺中,英特尔还使用了无铅、无卤素封装方式,这意味着英特尔处理器的制造过程进入了“全环保”时代。

“Core”品牌的延伸

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从2006年1月开始,英特尔启用了“Core”这一全新的品牌代替了延用多年的“Pentium”。现有产品包括Core i7和Core i5,其中每个系列下还会细分产品。包括32nm产品在内,最终会实现共计4大类产品。Core i7 9xx是现阶段最高端的系列,采用Bloomfield核心,45nm制程工艺,集成三通道内存控制器,搭配LGA 1366接口,可与X58芯片组配合使用;Core i7 8xx和Core i5 7xx是面向高端用户的产品系列,采用Lynnfield核心,同为45nm制程工艺,与P55芯片组搭配,采用LGA 1156接口,两者的区别在于前者支持Hyper-Threading(超线程)技术;Core i5 6xx和Core i3 5xx是面向中端用户的产品,同样采用LGA 1156接口,但CPU部分采用32nm制程工艺,不仅可与P55芯片组搭配,还可与H55/H57/Q57芯片组搭配。
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Core i5 6xx与Core i5 7xx的区别在于前者采用双核4线程,且集成显示核心,而后者则集成4核4线程并取消了显示核心;而Core i5 6xx与Core i3 5xx都采用双核4线程设计,两者区别则在于前者支持智能加速技术,可根据工作核心的数量和工作负载量动态提高处理器倍频,而后者最高也只能按照设定的频率运行。至于Core i5 6xx系列中的Core i5 660和Core i5 661,两者的运行频率同为3.33GHz,区别则在于后者的显示核心达到900MHz,频率更高,而i5 660其他同类产品的显示核心则运行在733MHz。因此,前者的TDP也由Core i5 6xx和Core i3 5xx的73W随之提高到87W,CHIP认为可能正是显示核心频率的提升,带来了这14W TDP的提升。

集成显示重提高清

cpu其实从Core i5 7xx和Core i7 8xx开始,处理器的金属盖下面便包含了内存控制器和PCI-E显示卡控制器等原MCH芯片的诸多功能,但在Core i5 6xx和Core i3 5xx这一系列产品中,处理器的变化更为彻底了。如Core i5 661的金属盖下,有着CPU和“GMCH”芯片两个DIE,其中CPU部分采用32nm制程工艺,而GMCH采用的依然是45nm工艺。
Core i5 661内集成频率高达900MHz且支持DirectX 10 API的GMA HD显示核心。与G45集成的显示核心GMA X4500相比,新显示核心主要针对高清特性进行了优化。新显示核心将后端处理时的锐度处理由标清提高到了1080p的全高清标准,此外它还同时支持原生双HDMI输出功能、双音频流输出功能,并且提供支持12bpc色深的DisplayPort和HDMI输出能力。在HDCP的支持方面,新显示核心还加入了双数码流处理功能。

比拼四核不是梦

CHIP使用Core i5 661处理器搭配基于H55芯片组的英特尔DH55TC原厂主板对新平台的性能进行了测试。另外,CHIP还用基于P55芯片组的技嘉GA-P55A-UD3R主板和基于GeForce GT 240显示核心的微星N240GT-MD至尊512/D5-OC显示卡组成了第二套测试平台,用于考察该处理器的兼容性。操作系统使用Windows Vista。此外,CHIP还特别选取了Core i7 940、Core i5 750和Core 2 Quad QX9650 4款四核处理器,进行性能测试,用以与Core i5 661对比。

性能接近老四核

从测试结果来看,Core i5 661虽然采用的是双核4线程设计,但处理器的综合性能却并不差。由于更高的频率、更新的架构以及智能加速技术的帮助,令其运算性能可以达到QX9650的70%以上。尤其是在TMPGEnc 4.0 Xpress和iTune 8.0等对多媒体指令集及系统带宽要求较高的测试中,i5 661凭借优秀的内存性能,甚至可以领先QX9650达23%。
在于i7 940和i5 750的对比中,i5 661存在一定性能差距也在情理之中。不过较高的频率也弥补了i5 661的一部分性能差距。尤其是在对iSSE2等老特性的测试中,超线程及高频率令i5 661有着i7 750几乎相同的性能表现。但超线程毕竟不及物理核心,因此在绝大多数测试中,即便i7 750的频率只有2.66GHz,但其性能还是遥遥领先于i5 661。

不要期待图形性能

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由于i5 661已经集成了显示核心,因此CHIP还特别对其这一特性进行了测试。从测试成绩来看,新的显示核心并不适合游戏玩家,其性能较目前主流定位的GeForce GT 240存在很大差距。如在GTA4中,i5 661集成图形核心测试甚至因共享显存问题而无法正常完成。新的集成显示核心主要针对满足高清视频应用而设计,并非针对高端玩家。
在平台功率方面我们可以看到,i5 661对功率的控制非常好。在仅使用集成显示核心时,平台总功率只有不足40W,CPU高负载与系统高负载时平台总功率分别达到了77W和60W,前者的功率甚至高于后者,这也说明由于集成的显示核心性能较低,在执行复杂画面渲染时并不能充分调用CPU资源。
在插入微星N240GT-MD显示卡后,平台总功率全面提升,同时性能也有了翻天覆地的变化。尤其是对于GTA4、H.A.W.X、Crysis:Warhead、Resident Evil 5等新近推出的大型3D游戏来说,在1280×1024分辨率下平均成绩至少都在30fps以上,达到了可接受的速度要求;CS:S和Street Fighter IV等较为依赖CPU的游戏表现更是达到了上百fps,这也说明未来一年内,i5 661可以满足3D游戏发展的需求。

显示核心免费送

从英特尔现有产品线规划中,我们没有看到未来计划推出未集成显示核心且采用Nehalem架构的双核双线程或双核4线程的产品。如果用户不希望使用i5 661的集成显示核心,但又不想购买i5 7xx或更高端的处理器怎么办?i5 6xx和i3 5xx是否可以工作在P55芯片组的主板上呢?CHIP针对这一问题进行了后面的测试工作。
技嘉GA-P55A-UD3R将BIOS升级到F5版本后,如CHIP分析的一样,该主板已经可以正确识别i5 661的处理器信息,使用也完全正常。因为对于传统Netburst架构来说,是否集成显示核心取决与GMCH。新的Nehalem架构只是将GMCH芯片与CPU一起封装在了CPU基板上,实际上还是两个DIE。要实现视频输出,实际上还是由集成在CPU基板上的GMCH与PCH(即H55/H57等芯片)芯片协同工作,之间通过FDI(Flexible Display Interface)总线连接。从这种角度考虑,虽然从表面上看,现在是由CPU和主板共同分担了显示输出过程中的一部分工作,但其实质的工作原理并没有变。因此现在处理器内集成的显示核心从某种意义上说,也给用户提供了更多的选择。当搭配P55系列主板时,i5 6xx和i3 5xx处理器也就变成了一颗不带集成显示核心的处理器。

CHIP结论

通过CHIP的测试大家可以看到,32nm对于降低平台总功率、提高处理器工作频率是非常有帮助的。Core i5 661作为最先上市的采用32nm制程工艺的处理器,凭借极高的频率和先进的特性,与H55芯片组搭配,非常适合HTPC用户使用。如果你是个游戏玩家,只要搭配主流显示卡便可以满足现阶段大多数游戏的需求。
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