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迅驰4.5来了 45纳米移动处理器对比测试-1

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迅驰4.5来了 45纳米移动处理器对比测试-1

· 前言

   近几年来, 英特尔迅驰移动平台的更新速度越来越快,将原来的一年多时间缩短至现在的半年多。不过我们仔细分析就会发现,其实平台的换代速度并没有加快多少,仅仅是英特尔调整了其平台推广方式:在两代迅驰平台之间,加入“过渡平台”这一理念,即将下一代迅驰平台的处理器提前应用到现有的平台当中,而平台中的其它组件暂时保持不变。

  众所周知,迅驰平台主要包括三大组件:处理器、芯片组和无线模块。和非迅驰平台相比,它们在运算效能、无线网络接入和电池续航时间等方面都有着更好的表现。而作为笔记本中最重要的组件,单是处理器的升级已经足以给平台整体效能带来明显的改善。

  例如,英特尔公司于2006年8月将本应于次年5月发布、基于迅驰4平台(Santa Rosa)的酷睿2处理器提前应用到当时的迅驰3平台(Napa)中,并将其命名为Napa Refresh,俗称“迅驰3.5”。此举一方面加快了迅驰平台的普及速度,另一方面也让许多消费者提前体验到酷睿2处理器的强劲效能。



迅驰4.5来了 45纳米移动处理器对比测试

基于45纳米技术的Penryn双核处理器

· 正文

  在迅驰4平台发布八个月之后的今天,名为Santa Rosa Refresh的“迅驰4.5”平台正式发布。正如人们之前预料的那样,它在保持芯片组和无线模块等组件保持不变的基础上,将基于第五代迅驰平台(Montevina)、代号为Penryn的45纳米处理器提前应用到现有平台当中。

  首批上市的Penryn双核处理器主频从2.1GHz~2.8GHz不等,我们ZOL笔记本频道在第一时间拿到了一颗2.4GHz的Core 2 Duo T8300,在Penryn家族中属于中端主流型号;此外,我们还找到了两颗现有的65纳米处理器T7300(2.0GHz)和T7700(2.4GHz)与之进行对比。通过测试,我们希望找到以下问题的答案:

  · 和主频相同的T7700相比,T8300在哪些应用中会体现出优势?

  · 和千颗采购价格相同的T7300相比,T8300能有多大的效能提升?

  · 先进的工艺技术是否能实现更小的发热量、并延长电池续航时间?


  在对Penryn展开全面的测试之前,我们还是先来简单了解一下它具体都采用了哪些新技术:

· 45纳米制造工艺

  现时IC制程工艺通常以纳米做为度量单位,其实际上是指集成电路中晶体管之间的连接线宽。连接线宽越短,单位面积的晶片上所能够容纳晶体管数量也就越多,其效能及功能亦将随之增强。和现有的65纳米双核处理器内建2.9亿个晶体管相比,采用45纳米制程的Penryn双核处理器拥有多达4.1亿个晶体管,而核心面积却更小,从而有效降低了因“晶体管集成度增加和频率提升”所带来的发热量和功率消耗。

· 新材料:High-k栅介质

  出于二氧化硅的易获取性以及能够通过压缩其厚度以持续改善晶体管效能,因此在过往四十余年的时间中,业内均普遍采用二氧化硅做为制造晶体管栅介质的材料。而在65纳米制程工艺下,英特尔公司已经将晶体管二氧化硅栅介质的厚度压缩至1.2纳米,仅与五层原子的厚度相当,基本上达到了这种传统材料的极限。此时不但使得晶体管在效能增益以及制程提升等方面遭遇瓶颈,过薄的晶体管二氧化硅栅介质亦使得其阻隔上层栅极电流泄漏的能力逐渐降低,导致漏电率大幅攀升。

  为了使上述情况得到解决,英特尔公司于45纳米Penryn家族处理器中首度引入High-k技术。此种以Hafnium铪元素为基础物质的新型材料不但拥有良好的绝缘性,且比传统二氧化硅栅介质更为厚实,能够进一步控制晶体管的漏电率。



迅驰4.5来了 45纳米移动处理器全国首测

45纳米新型介质(右)与传统材料(左)的比较

  High-k栅介质与Metal Gate栅极的引入能够使得晶体管漏电率较之传统材料降低10倍以上,与65nm制程工艺相比能够在相同耗能下提升20%的时钟频率、亦或是在相同时钟频率下拥有更低的耗能。45纳米晶片每秒钟能够进行约三千亿次的开关动作,在以铜与low-k材料搭配组成的内部连接线的作用下,晶片开关速度能够提升20%且耗电量降低30%。此外,所有将于今年生产的45纳米以及65纳米处理器都将采用100%无铅工艺制造。

· SSE4多媒体指令集

  而Intel公司真正严格意义上的第五代多媒体指令集——Streaming SIMD Extension 4(SSE4)被视为是继2001年的SSE2之后最为重要的多媒体指令集改进。除扩展Intel 64位指令外,还新增对于影像编辑、视讯编码、三维渲染以及游戏应用等方面的指令,使得处理器的效能受益性更为广泛。

迅驰4.5来了 45纳米移动处理器全国首测
SSE4将进一步提升处理器的多媒体应用效能

  第五代SSE4多媒体指令集将分为SSE4.1以及SSE4.2两个版本,其中SSE4.1版本将首度于45纳米Penryn家族处理器中出现,共增加了47条新的指令。当然,指令集是否能发挥效用还需要应用软件的支持,据了解,目前已有总共21项的目标应用向英特尔公司承诺将提供对SSE4多媒体指令集的支持,另外还有100家以上的独立软件开发商为英特尔公司设计程序,SSE4多媒体指令集以及多核心应用的前景将会十分广阔。

· 现有技术得以改进

  此外,Penryn还加入了Enhanced Dynamic Acceleration Technology(增强型动态加速技术),该技术可以在单任务环境下对工作核心进行自动超频,以获得更高的处理效能,并且在现有技术基础上有所改进。

  功耗控制方面,Penryn处理器增加了C6模式,相对于Merom所支持的Enhanced Deeper Sleep(C4e)模式,Penryn的C6模式可以进一步降低一级缓存的供给电压(甚至关闭一级缓存),这意味着当笔记本处于睡眠/休眠状态时会更为节能。

迅驰4.5来了 45纳米移动处理器全国首测
45纳米移动处理器加入C6电源管理模式

  换句话说,如果我们在一段时间内不使用笔记本的话,可以不用关机、只须将顶盖扣合令其进入睡眠或休眠状态即可,凭借45纳米处理器出色的功耗控制技术,普通电池容量即可轻松维持十几甚至几十个小时的睡眠待机时间。而节省下来的开关机时间,对那些工作繁忙的商务人士来说还是很有价值的。

  此外,45纳米Penryn处理器的新特性还包括“快速Radix-16除法器”(加速浮点以及整数的除法运算速度)、“超级Shuffle引擎”(使多媒体指令运算更具效率)和“分裂负荷缓存增强”等等。

  需要说明的是,Penryn采用的是改进型酷睿微架构,原有的“超宽动态执行单元”在保持四路并行解码的基础上,将流水线长度由目前的14级拓展到16级,这让它可以轻易工作在更高的频率上。相对于奔腾4时期长达31级流水线长度而言,本次流水线长度仅仅增加了2级,就将主频范围从1.6~2.4GHz提升至2.0~2.8GHz,效能提升显著,综合来看还是利大于弊的。

· 首批上市的Penryn处理器规格

· 处理器对比 测试方法介绍

  正如我们在前面提到的,Montevina平台的Penryn-DC/3M的TDP功耗将会只有25W,比目前Merom处理器的35W降低了近30%。考虑到Penryn处理器拥有更为先进节能的电源管理技术,相信Montevina平台中采用Penryn-DC/3M处理器的笔记本电脑将会获得更长的电池续航时间。

  回顾最近两代迅驰平台处理器的推广历程,我们不难发现:以T2350、T5200、T5450为代表的这类“降频版”处理器占据了相当大的市场份额,它们的好处显而易见——降低外频的同时增加倍频,使得同频率下的实际性能并没有明显降低,而价格却便宜了不少。



迅驰4.5来了 45纳米移动处理器全国首测

Penryn处理器同样基于Socket P接口

  因此我们几乎可以断定的是,今年无论是Santa Rosa Refresh平台、还是Montevina平台,都会及时推出相应地降频版处理器,来满足那些追求性价比的消费者的需求,同时也加快新平台的普及步伐。有消息称,Penryn将在今年第三季度前后占据英特尔移动CPU出货量的47%,其中Santa Rosa Refresh平台28%、Montevina平台19%,另外53%当中有34%是Santa Rosa平台的Merom、19%是Napa Refresh平台的Merom。

迅驰4.5来了 45纳米移动处理器全国首测
45纳米处理器的核心面积减小了约40%

  在将送测样机进行简单拆解后,我们发现这颗基于45纳米技术的Core 2 Duo T8300处理器沿用了现有的Socket P接口,但遗憾的是,由于主板电路同时也需要稍加改进,将导致现有的965平台用户无法自行将处理器升级为Penryn,否则将出现各种兼容性问题。

迅驰4.5来了 45纳米移动处理器全国首测
电容少,说明晶体管集成度大幅提升,占用空间更小

  通过以上图片我们不难看出,得益于45纳米制程,新的Penryn处理器拥有了更小的核心面积和更高的晶体管集成度。这意味着制造成本的降低、功耗和发热量的减少——也就是说,基于新平台的笔记本使用起来更为凉爽、电池续航时间也将会更长。

迅驰4.5来了 45纳米移动处理器全国首测
T8300参数及SuperPI测试成绩:20.561秒

  在测试中我们发现,目前的CPU-Z 1.42已经可以很好地识别这颗Core 2 Duo T8300,从各项参数来看,它和现有65纳米处理器的主要区别在于“代号、工艺、核心电压、指令集和二级缓存”几个方面。

迅驰4.5来了 45纳米移动处理器全国首测
T7700参数及SuperPI测试成绩:21.341秒

  根据我们的测试经验,名为Penryn的改进型酷睿微架构将会提升处理器在某些应用中的效能、45纳米制造工艺能够带来更低的功耗和更长的续航时间、SSE4.1指令集将会显著提升处理器的视频编码能力、而3MB的二级缓存和现有中端处理器的2MB相比也有着50%的提升幅度。

测试平台

处理器Core 2 Duo T8300(Penryn 2.4GHz 3MB 800MHz)
Core 2 Duo T7700(Merom 2.4GHz 4MB 800MHz)
Core 2 Duo T7300(Merom 2.0GHz 4MB 800MHz)
芯片组Intel Crestline PM965 + ICH8-ME
内存Hyundai 2 × 1GB DDR2-667(5-5-5-15)
硬盘Hitachi 160GB 5400RPM SATA 8MB
显示芯片NVIDIA GeForce 8400M GS(128MB)
液晶屏14.1” WXGA(1280×800)
电池53.28Wh(11.1V 4800mAh)6 Cell
测试项目
基准效能PCmark05PCmark05-CPU
3Dmark063Dmark06-CPU
渲染及编码Cinebench R10MainConcept H.264
XMPEG + DviXTMPGEnc 4.0
3D游戏效能PES 2008Need For Speed 11
温度及续航Everest 4.20BatteryMark 4.0.1

  下面,我们就在统一的平台下,对这三款处理器展开全面的测试,从而获得本文开头那三个问题的答案。

  据了解,Montevina平台的Penryn处理器分为三种类型,包括四核心的Penryn-QC(Quad Core)、双核心的Penryn-DC(Dual Core)/6M和Penryn-DC/3M,以及单核心的Penryn-SC(Single Core)。其中Penryn-DC系列将会出现在Santa Rosa Refresh平台之上。另外,Celeron这一品牌仍有可能保留并面向入门级消费类市场。

  其中,Penryn-QC采用双芯片(2×2)设计,二级缓存容量高达12MB,它的功耗也达到惊人的45瓦,主要针对17英寸以上,不追求移动性的发烧级游戏笔记本;Penryn-DC则为6MB二级缓存版的双核处理器,主攻高端和主流市场;而Penryn-DC/3M虽然也是双核结构,但它的二级缓存只有3MB,针对主流轻薄机型;至于单核心的Penryn-SC,二级缓存只有2MB,面向低端轻薄和超便携领域。


部分Penryn双核处理器的型号及主要参数

2008年一月发布
处理器型号核心频率二级缓存前端总线对应平台
Intel Core 2 Duo T81002.10GHz3MB800MHzSanta Rosa
Refresh
Intel Core 2 Duo T83002.40GHz3MB800MHz
Intel Core 2 Duo T93002.50GHz6MB800MHz
Intel Core 2 Duo T95002.60GHz6MB800MHz
Intel Core 2 Extreme X90002.80GHz6MB800MHz
2008年中期发布
未知,笔者推测 T82002.13GHz3MB1066MHzMontevina

TDP 25W

未知,笔者推测 T84002.40GHz3MB1066MHz
未知,笔者推测 T85002.53GHz3MB1066MHz
未知,笔者推测 T94002.53GHz6MB1066MHzMontevina

TDP 35W

未知,笔者推测 T96002.80GHz6MB1066MHz
未知,笔者推测 T98003.06GHz6MB1066MHz

  本次推出的Penryn处理器的TDP功耗和现有的Merom处理器相同(都为35W),但在实际应用中,Penryn将会凭借更为先进的45nm制程和电源管理技术赢得更长的电池续航时间。而在08年中期发布的Montevina平台中,英特尔还会推出TDP功耗仅为25W的Penryn处理器。

迅驰4.5来了 45纳米移动处理器全国首测
搭载了T8300处理器的迅驰4.5笔记本

  英特尔公司本次共发布了五款800MHz前端总线的Penryn双核处理器,主频从2.1GHz至2.8GHz不等,其中搭配3MB二级缓存的型号属于T8000系列,搭配6MB二级缓存的属于T9000系列,其中顶级型号则会被命名为Extreme X9000,面向追求极致性能的高端游戏玩家。

迅驰4.5来了 45纳米移动处理器全国首测
取下风扇和散热铜管,即看到处理器等核心部件

  正如迅驰4平台的Merom处理器将前端总线从667MHz提升至800MHz一样,将于08年中期发布的、基于Montevina平台的Penryn处理器会将前端总线进一步提升至1066MHz,同时沿用Socket P接口。目前我们还不清楚这些处理器的具体型号,不过笔者根据英特尔以往的命名习惯对它们的型号进行了推测,供大家参考。

迅驰4.5来了 45纳米移动处理器全国首测
终于看到了传说中的Core 2 Duo T8300

  从Penryn处理器的规格当中,我们发现一个有趣的现象,那就是英特尔将首次加入0.5倍频的递进方式,比如Core 2 Duo T8100(2100MHz主频÷200MHz外频=10.5倍频)。当然,倍频是否为整数对处理器的性能并没有任何影响,这仅仅是因为随着处理器外频的提升(最新的Penryn已达266MHz),倍频为1的递增已经显得跨度太大了些,将会导致产品线分布过于松散,因此引入0.5倍频技术也是当务之急。这也是笔者推测2.53MHz主频、3MB二级缓存那颗处理器型号为T8500(而不是T8600)的主要依据。

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