英特尔Core i7-3770K专题测试 “立”起来的新制程

英特尔Core i7-3770K专题测试 “立”起来的新制程 英特尔Core i7-3770K专题测试 “立”起来的新制程 2012年4月23日，英特尔正式发布了代号为“Ivy Bridge”的第三代智能酷睿处理器，首次将22nm工艺和3D晶体管技术应用到了最新的处理器产品中，新工艺会给我们带来什么样的性能和功耗表现，本期CHIP就通过对Ivy Bridge家族的顶级产品Core i7-3770K 的详细评测来为大家解答。 今年是英特尔的“Tick-Tock”(制程-架构)开发模式的“Tick”年，也就是工艺更新年，英特尔履行了自己的承诺，推出了Ivy Bridge，它是英特尔上一代32nm Sandy Bridge工艺更新和架构微调的产物。不过Ivy Bridge在今年的“Tick”年中除了工艺从32nm升级到22nm之外，还加入了许多改进，如新一代的集成核芯显示卡、22nm的3D Tri-Gate晶体管(以下简称3D晶体管)和指令集架构等，为此，英特尔也将今年的更新称之为“Tick+”年。 3D晶体管技术简析 英特尔在2011年5月便发布了3D晶体管技术，这项技术使用一个极薄的三维硅鳍片取代了传统二维晶体管上的平面栅极，形象地说就是栅极从硅基底上”立”了起来，硅鳍片的3个面都安排了1个栅极，其中两侧各1个、顶面1个，用于辅助电流控制，而2D晶体管只在顶部有1个栅极。由于这些硅鳍片都是垂直的，晶体管可以更加紧密地靠在一起，从而大大提高了晶体管密度。3D晶体管代表了晶体管技术本质上的转变，晶体管通道增加到了第三维度，大大有别于传统平面晶体管只从顶部控制的技术，也就是说3D晶体管提供了一种提高晶体管密度的创新方法。通过这种技术，之前许多因为晶体管数量太多而无法排布的难题也逐渐被攻克。 这种可以在晶体管开启状态(高性能负载)时通过尽可能多的电流，同时在晶体管关闭状态(节能)将电流降至几乎为零，而且能在两种状态之间极速切换。这极大地减少了漏电率，晶体管的阈值电压也可以得到极大的降低，并能减少功耗。如果说传统的2D型晶体管已经严重地制约了摩尔定律的进步与发展，那么3D晶体管的出现无疑又为摩尔定律开启了一个新的时代。 Ivy Bridge规格介绍 得益于22nm工艺和3D晶体管，Ivy Bridge的核心面积为160mm²，晶体管数量为14.8亿，与上一代32nm工艺Sandy Bridge处理器相比，核心面积减少了25%，晶体管数量增加了28%。与Sandy Bridge相同的是，Ivy Bridge仍采用CPU+PCH双芯片设计，而CPU仍是集成了I/A内核、核芯显示卡、媒体处理和显示引擎、内存控制器、PCI-E控制器等设计。 除了使用3D晶体管技术，Ivy Bridge还设计了全新的核心显示卡部分，新的HD Graphics 4000与HD Graphics 3000相比，内部的EU单元从12个提升到了16个，并改进了几何计算性能，增加Hi-Z性能等，在增加了计算吞吐量、降低了环形联通总线架构带宽要求的同时降低了功耗。 Core i7-3770K是英特尔面向主流市场定位最高的处理器，“K”字后缀表明该产品采用不锁倍频设计，允许玩家自由超频。CPU部分为原生4核心8线程，主频为3.5GHz~3.9GHz;核芯显示核心部分集成的是HD Graphics 4000，默认频率为650MHz~1150MHz，与CPU共享8MB三级缓存。 Ivy Bridge的主板 针对Ivy Bridge处理器，英特尔一如既往地为之准备了新一代的7系列主板，包括Z77、Z75、H77和B75。相比上一代的6系列主板，新一代的7系列主板有了小幅的升级，包括原生支持USB3.0、支持3屏输出、PCI-E 3.0接口和快速开机、智能联网等功能。其中Z77芯片组可以与Ivy Bridge架构处理器内部集成的16条PCI-E 3.0通道配合实现x8+x8双路甚 至最多x8+x4+x4三路的显示卡互联技术;同时，Z77主板还会通过PCI-E通道提供 Thunderbolt接口。在磁盘功能方面，Z77主板也为玩家们提供了Rapid Storage技术支持，满足SSD或是混合硬盘用户对于更高磁盘性能方面的需求。 由于Ivy Bridge并没有更换针脚接口，所以绝大多数6系列主板(Z68、P67、H67、H61)只需要更新BIOS就可以支持它，不过使用老主板将无法获得7系列主板带来的新功能。 测试平台 Core i7-3770K的测试平台我们使用了英特尔原厂Z77主板搭配金士顿HyperX DDR3 1600 4GB双通道内存和希捷Barracuda 1TB硬盘，用来对比测试的Core i7-2600K则使用Z68平台，其他配置与Z77平台一致。 我们分别测试了包括科学运算、3D渲染、视频编码等项目的处理性能，并通过多个游戏来测试其集成显示核心的性能。此外，为了更精确地比较出两代CPU的功耗差距，我们特意在功耗测试平台中采用了同一块Z77主板进行了测试，其余的内存、硬盘和电源均保持一致。 测试结果与 单从CPU性能的测试结果来看，新的Core i7-3770K相对于上一代Sandy Bridge旗舰Core i7-2600K的性能提升并不是那么明显，总体提升约在10%左右，同频下的性能提升会更小一些，约为5%，这对于两个采用相同微调架构的产品来说属于正常现象。在集成显示核心性能方面，新的HD Graphics 4000使用16个EU单元的优势凸显，在多数游戏中相比Core i7-2600K的HD Graphics 3000均有了50%左右的性能提升，个别游戏的提升幅度甚至高达80%，由此看来，许多低端的独立显示卡真的没有存在的必要了。在待机功耗方面，Sandy Bridge已经做得非常优秀，不过Core i7-3770K平台依然有小幅的功耗下降，在CPU高负载方面，Core i7-3770K平台的功耗在频率更高的情况下比Core i7-2600K平台低了将近30W，22nm工艺的3D晶体管功不可没。 作为一个工艺更新和架构微调的产物，Core i7-3770K在性能和功耗方面表现令我们感到较为满意，其最新22nm工艺以及3D晶体管的应用体现了英特尔在处理器工艺以及内部设计方面的优势，并将对手抛离得越来越远。不过对于台式电脑用户来说，Ivy Bridge在性能和功耗的改进并不能给用户在体验上带来质的飞跃，集成的显示核心和PCI-E 3.0目前对于游戏玩家来说也没有太大的实用意义，所以对于已经拥有Sandy Bridge平台的台式电脑用户来说，大可继续使用。而对于即将购置新电脑的用户来说，功耗更低、性能更强的Ivy Bridge处理器+Z77主板则是不二之选。