i7cpu有什么特点?i7cpu特性介绍

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描述

Core i7(中文:酷睿i7,核心代号:Bloomfield)处理器是英特尔于2008年推出的64位四核心CPU,沿用x86-64指令集,并以Intel Nehalem微架构为基础,取代Intel Core 2系列处理器。

酷睿i7是由Intel(美国英特尔公司)生产的面向中高端用户的CPU家族标识,包含Bloomfield(2008年)、Lynnfield(2009年)、Clarksfield(2009年)、Ar randale(2010年)、Gulftown(2010年)、Sandy Bridge(2011年)、Ivy Bridge(2012年)、Haswell(2013年)、Haswell Devil‘s Canyon(2014年)、Broadwell(2015年)、Skylake(2015年)等多款子系列。

i7cpu特性

缓存设计

我们知道,Core 2 Quad系列四核处理器其实是把两个Core 2 Duo处理器封装在一起,并非原生的四核设计,通过狭窄的前端总线FSB来通信,这样的缺点是数据延迟问题比较严重,性能并不尽如人意。

Core i7则采用了原生多核心设计,采用先进的QPI(QuickPathInterconnect,下面将进行介绍)总线进行通讯,传输速度是FSB的5倍。

缓存方面也采用了三级内含式Cache设计,L1的设计和Core微架构一样;L2采用超低延迟的设计,每个内核256KB;L3采用共享式设计,被片上所有内核共享,容量为4-20MB。

QPI总线

Core i7的Nehalem架构最大的改进在前端总线(FSB)上,传统的并行传输方式被彻底废弃,转而采用基于PCIExpress串行点对点传输技术的通用系统接口(CSI),被Intel称为QuickPath。QuickPath的传输速率为6.4Gbps,这样一条32bit的QuickPath带宽就能达到25.6GB/sec。QuickPath的传输速率是FSB1333MHz的5倍,前者虽然数据位宽较窄,但传输带宽仍然是后者的2.5倍。由于分别用于双处理器和单处理平台,Gainestown有两条QuickPath,而Bloomfield仅有一条。不难看出,在AMD推出HyperTransport高速串行总线,并逐渐在高性能运算领域建立优势之后,Intel也迎头赶上。若干年前,关于串行传输将一统天下的预言已经变成了现实,我们所要等待的是串行内存何时重返市场。

内存控制器

内存控制器相信大家不会感到陌生,竞争对手AMD早在K8时代CPU已经集成了内存控制器,能大幅提升内存性能,而Intel方面则表示由于时机还不合适,因此没有在Core2中使用,现在最新的Corei7终于拥有集成内存控制器IMC(IntegratedMemoryController),可以支持双通道的DDR3内存,运行在DDR3-1333,内存位宽从128位提升到192位,这样总共的峰值带宽就可以达到32GB/s,达到了Core2的2-4倍。处理器采用了集成内存控制器后,它就能直接与物理存储器阵列相连接,从而极大程度上减少了内存延迟的现象。

多线程技术

超线程技术(Hyper-Threading),最早出现在130nm的Pentium4上,超线程技术就是利用特殊的硬件指令,把两个逻辑内核模拟成两个物理芯片,让单个处理器都能使用线程级并行计算,进而兼容多线程操作系统和软件,减少了CPU的闲置时间,提高的CPU的运行效率。超线程技术使得Pentium4单核CPU也拥有较出色的多任务性能,通过改进后的超线程技术再次回归到Corei7处理器上,新命名为同步多线程技术(SimultaneousMulti-Threading,SMT)。

同步多线程(SimultaneousMulti-Threading,SMT)是2-way的,每核心可以同时执行2个线程。对于执行引擎来说,在多线程任务的情况下,就可以掩盖单个线程的延迟。SMT功能的好处是只需要消耗很小的核心面积代价,就可以在多任务的情况下提供显著的性能提升,比起完全再添加一个物理核心来说要划算得多。比起Pentium4的超线程技术(Hyper-Threading),Corei7的优势是有更大的缓存和更大的内存带宽,这样就更能够有效的发挥多线程的作用。按照INTEL的说法,Nehalem的SMT可以在增加很少能耗的情况下,让性能提升20-30%。

为什么Core2没有使用SMT?很显然,它是可以做到的。SMT是在节省电力的基础上增加了性能,而且软件支持的基础建设也早就有了。有2个可能的原因:一是Core2可能没有足够的内存带宽和CPU内部带宽来利用SMT获得优势。通常,SMT能够提升内存级并行(memorylevelparallelism,MLP),但是对于内存带宽已经成为瓶颈的系统则是个麻烦。而更有可能的原因则是SMT的设计、生效等是很麻烦的,而当初设计SMT是由INTEL的Hillsboro小组主持,而并非是Haifa小组(Core2是由这个小组负责的)。这样Core2不使用SMT就避免了冒险。

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