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未尽全力也已扛鼎 SNB-E平台深度评测

2011-12-30《微型计算机》评测室《微型计算机》2011年12月上

今年的处理器市场注定跌宕起伏,前有Sandy Bridge的发布,后有“推土机”携FX的复仇。而现在SandyBridge-E的登场,则开启了一场让玩家们期待了三年之久的桌面平台性能王座拼夺战。虽然只是Intel的独角戏,但以取代统治桌面市场3年之久的X58平台为目标就注定了这是一个吸引眼球的秀场!

未尽全力也已扛鼎 SNB-E平台深度评测

SandyBridge-E究竟是何方神圣;

SandyBridge-E到底有何特别?

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现在来看,2008年购入X58平台的玩家们无疑是幸运和明智的。通过Nehalem和Gulftown两代处理器,这个“老”平台在过去三年中一直把持着消费级市场的王者地位。这在芯片世界可谓绝无仅有。新的Sandy Bridge-E(以下简称SNB-E)+X79平台则无疑是Intel的一次自我超越,我们相信它的实力,也更期待它的未来……

规格跃进——“第二代”Core i7处理器规格解析

SNB-E平台架构图
SNB-E平台架构图

英特尔在其产品介绍中,将SNB-E核心的酷睿i7处理器称为第二代英特尔酷睿i7处理器。这个“第二代”显然是相对第一代采用Nehalem及其改进型核心的酷睿i7 而言,也寓意了X58平台的正统接班人正式登场了。首发推出的SNB-E核心处理器新品有三款,分别是两款六核心产品和一款四核心产品,它们的规格分别如表1所示。

表1:首发三款Core i7 3000系列处理器规格一览
表1:首发三款Core i7 3000系列处理器规格一览

这三款处理器的名称分别是:Core i7 3960X Extreme Edition(以下简称Core i7 3960X)、Core i7 3930K和Core i7 3820。其中Core i7 3960X将占据999美元的顶级位置,以替代Core i7 990X的市场定位。而首颗达到《微型计算机》评测室的就是其中的顶级型号Core i7 3960X,它也就是本次测试的主角。从表1中我们能看到Core i7 3960X主频高达3.3GHz,拥有6核心12线程和高达15MB的三级缓存,同时开放倍频设置;次高端Core i7 3930K 只是比Core i7 3960X主频低100MHz,缓存被削减至12MB。“弱”的一款Core i7-3820则没有开放倍频,核心数削减至4个,缓存削减至10MB,但主频高达3.6GHz。

就核心底层架构上来说,SNB-E和SNB没有本质上的不同。但是SNB-E的外围核心即uncore、I/O模块和内存控制器等部分进行了重新设计。也因此带来了核心间通信能力、PCI-E总线扩展能力和内存带宽上的巨大变化。事实上,SNB-E的架构设计完全脱胎于SNB-EP系列服务器处理器。本刊曾在今年9月刊的《技术与趋势》栏目中通过《Sandy Bridge-EP处理器技术深度解析》一文对SNB-EP架构做过详细解析。归纳起来说,SNB-E的大特点不外乎以下几点:

1、SNB-E内置内存控制器,内存规格由X58平台的三通道进一步上升到四通道,高支持DDR3 1600,每通道带宽为12.8GB/s,四通道联合可以提供51.2GB/s的理论带宽,成为目前桌面平台为强大的内存系统。

2、SNB-E支持英特尔第二代睿频(Tubro Boost)技术,大可加速至3.9GHz(Core i7 3960X和Core i7 3820可加速至3.9GHz,Core i7 3930K只能加速到3.8GHz),单核心加速能力提高到多600MHz。

3、SNB-E使用了继承自SNB-EP的包含式L3缓存设计和环路总线设计方案。其中包含式L3缓存设计能有效提升内部带宽和数据有效性,避免出现类似数据拥堵、缓存争用等问题,能让SNB-E的缓存系统拥有更高的数据有效性。同时,相比传统的交叉总线来说,还降低了设计难度。

4、SBN-E内置PCI-E “3.0”控制器,并提供多达40条链路的多种组合方案,不需第三方芯片帮助就能为各种多路显卡并联提供足够的带宽支持。

第一个特性很好理解,也是玩家们喜闻乐见的。毕竟X58平台三通道DDR3 1066的规格早已不能满足处理器对内存带宽的需求,甚至被高频的双通道内存超越了。在此前提下,玩家们自然很期待新一代的旗舰平台能在内存带宽上有所突破,显然SNB-E没有让大家失望。除支持4通道DDR3 1600这样的“暴力”规格,还终于在顶级平台上实现了内存控制器的内置。相比采用传统南北桥结构,内存控制器位于北桥芯片中的X58平台来说,内置的内存控制器无疑拥有更低的读写延迟、更好的性能和更为出色的稳定性、兼容性。

关于第二代Tubro Boost,Intel称它为睿频2.0。它是SNB平台的一个重要功能。原理上两代技术没有差别,都是让处理器可以根据每个核心的负载状况判断当前所需要的核心数量,然后通过大幅提升单个核心频率或者同时提高所有核心频率的方式来提高性能。但睿频2.0的频率提升幅度更大也更智能。以Core i7 3960X为例,CPU默认频率是3.3GHz,通过睿频可以使所有核心达到3.6GHz,单核睿频大可以提升到3.9GHz。相比睿频1.0不超过300MHz的提升幅度明显高不少。而睿频2.0的智慧之处就是超过TDP的瞬间提速能力,即C0状态下,系统功耗是超过TDP限制的,但在此时CPU内核温度并没有瞬间突破限制,睿频2.0可以允许CPU利用温度突破限制前的间隙(大约能够持续20多秒)将CPU频率进一步提升。因此,这项技术对于打开软件时的瞬间加速还是非常有效果的。

而包含式L3缓存设计和环路总线设计方案不仅带来缓存容量的大幅提升,也让为SNB-EP设计的用于多路CPU互联的QPI 1.1总线失去了存在意义。因为在单处理器的桌面平台上不再需要QPI来满足于其他处理器的通信,而核心内的通信则有环路总线全权负责。所以我们看到当前的SNB-E与X79芯片组的通信仅使用了传统的DMI总线。其带宽有20Gb/s(约为2.5GB/s),考虑到X79芯片组事实上已经“沦落”为一颗南桥芯片,对带宽要求并不高,因此这样的设计基本不会成为性能瓶颈。

后,关于PCI-E控制器的问题相信不少玩家都很疑惑。是的,直到SNB-E处理器正式发布之时Intel都还以2.0规格在宣传SNB-E集成的PCI-E控制器。但是其官方放出的技术文档却给了大家一个惊喜。

从图中我们能看到,在规格上,至少总线速度上SNB-E已经具备了PCI-E 3.0的水准。但Intel为什不直接宣称SNB-E支持PCI-E 3.0呢?为此,我们特地请教了一线主板厂商的研发工程师。根据他们的回答我们得知,SNB-E在设计时确实是按照PCI-E 3.0规范进行的,而且各大主板厂商的X79主板也必须严格按照Intel的指示布线,原理上都支持PCI-E 3.0总线。而且他们通过实际测试也验证了单路总线8GT/s的速度。不过当前以AMD和NVIDIA为代表的扩展卡厂商对过渡到PCI-E 3.0总线并不积极,因此造成SBN-E发布时仍没有一款正式发布的采用PCI-E 3.0接口的扩展卡用来验证产品间的兼容性和稳定性。所以,严谨的Intel没有一开始就夸下SNB-E支持PCI-E 3.0的海口,只是技术文档曝光后承认了SNB-E支持PCI-E 3.0的设计思路。

官方的技术解析中明确写出SNB-E支持PCI-E 3.0规格,单路连接速度高达8GT/s。
官方的技术解析中明确写出SNB-E支持PCI-E 3.0规格,单路连接速度高达8GT/s。

Core i7 3960X、Core i7 980X和Core i7 2600K处理器封装尺寸对比。从图中我们已经可以看出Core i7 3960X的面积明显大于Core i7 980X、Core i7 2600K,其封装面积52.5×45=2362.5mm2,成为史上大个头的消费级处理器。相比之下LGA 1155封装的Core i7 2600K才1406.25mm2,SNB-E比之大了68%之多。事实上,作为新旗舰的Core i7 3960X集成了惊人的22.7亿晶体管,相比Core i7 980X的
Core i7 3960X、Core i7 980X和Core i7 2600K处理器封装尺寸对比。从图中我们已经可以看出Core i7 3960X的面积明显大于Core i7 980X、Core i7 2600K,其封装面积52.5×45=2362.5mm2,成为史上大个头的消费级处理器。相比之下LGA 1155封装的Core i7 2600K才1406.25mm2,SNB-E比之大了68%之多。事实上,作为新旗舰的Core i7 3960X集成了惊人的22.7亿晶体管,相比Core i7 980X的11.7亿和Core i7 2600K的9.95亿有了翻倍的增长。因此,在同样的32nm工艺下,Core i7 3960X的核心Die面积高达434.7mm2。比起Core i7 980X的248mm2和Core i7 2600K的216mm2,这个面积可谓大得有些夸张(FX 8150 约20亿晶体管,315mm2Die面积)。在佩服Intel拥有如此高水平工艺来保证大核心产品制造良率的同时,编辑也在担心这个庞然大物会不会是一个功耗“怪兽”。是否如此呢?让我们在测试环节来验证吧。

Core i7 3960X、Core i7 980X和Core i7 2600K封装接口对比,分别是LGA 2011、LGA 1366和LGA 1155。相比LGA 1366和LGA 1155来说LGA 2011处理器的针脚密度再次加大,而中心的贴片元件区域则进一步缩小。
Core i7 3960X、Core i7 980X和Core i7 2600K封装接口对比,分别是LGA 2011、LGA 1366和LGA 1155。相比LGA 1366和LGA 1155来说LGA 2011处理器的针脚密度再次加大,而中心的贴片元件区域则进一步缩小。

两代6核心12线程处理器CPU-Z截图对比。CPU-Z 1.58.7版本已经能很好地识别出Core i7 3960X的信息,包括名称、核心数量、指令集、缓存和工艺等主要参数。从上图我们也能看出,相比Core i7 980X,Core i7 3960X在总线、缓存和指令集上有明显的改动。总线这个识别栏目里,CPU-Z清晰的标识出了Core i7 980X运行在3204.4MHz的QPI总线,这是处理器内核间的主要通信线路。而采用了双向环形总线的Core i7 3960X内核间不再需要通过QPI总线通信。因此
两代6核心12线程处理器CPU-Z截图对比。CPU-Z 1.58.7版本已经能很好地识别出Core i7 3960X的信息,包括名称、核心数量、指令集、缓存和工艺等主要参数。从上图我们也能看出,相比Core i7 980X,Core i7 3960X在总线、缓存和指令集上有明显的改动。总线这个识别栏目里,CPU-Z清晰的标识出了Core i7 980X运行在3204.4MHz的QPI总线,这是处理器内核间的主要通信线路。而采用了双向环形总线的Core i7 3960X内核间不再需要通过QPI总线通信。因此
两代6核心12线程处理器CPU-Z截图对比。CPU-Z 1.58.7版本已经能很好地识别出Core i7 3960X的信息,包括名称、核心数量、指令集、缓存和工艺等主要参数。从上图我们也能看出,相比Core i7 980X,Core i7 3960X在总线、缓存和指令集上有明显的改动。总线这个识别栏目里,CPU-Z清晰的标识出了Core i7 980X运行在3204.4MHz的QPI总线,这是处理器内核间的主要通信线路。而采用了双向环形总线的Core i7 3960X内核间不再需要通过QPI总线通信。因此,CPU-Z识别里这项是灰色。此外,英特尔为了发挥出包含式L3缓存设计的效能,避免缓存争用的情况,还将Core i7 3960X的共享三级缓存提高到了15MB,并采用20路组关联策略。而新增的AVX指令集无疑将助Core i7 3960X在浮点密集型运算中拥有更出色的表现。
 

事实上,关于PCI-E总线的版本问题,我们觉得玩家大可不必太过纠结。毕竟当前PCI-E 2.0总线的速度还足够快,而且支持PCI-E 3.0规格的显卡也至少要等到明年底才能上市,反倒是SNB-E平台的扩展能力值得采用多路显卡系统的用户关注。根据Intel提供的技术文档我们获知SNB-E处理器内置了40条PCI-E通道,并且拥有极高的拆分灵活性。在组建多路SLI或者CrossFire系统方面,英特尔设计了灵活的2×16搭配1×8、或者1×16搭配3×8,或者1×16搭配2×8再加上2×4的规格。只要主板设计合理(有足够的空间布置PCI-E插槽),厂商就能自由分配PCI-E带宽以方便用户使用。相比起来之前的SNB只拥有20条PCI-E 2.0规格的控制器,在面对多路显卡互联的时候还得依靠第三方芯片的辅助。而SNB-E如此灵活和强大的规格,无疑彻底释放了顶级平台的图形潜力。

左为Core i7 3960X处理器内核示意图、右为Core i7 980X处理器内核示意图。对比你会发现环路总线和交叉总线的内核布局差异明显。
左为Core i7 3960X处理器内核示意图、右为Core i7 980X处理器内核示意图。对比你会发现环路总线和交叉总线的内核布局差异明显。
上图为Core i7 3960X处理器内核示意图、右为Core i7 980X处理器内核示意图。对比你会发现环路总线和交叉总线的内核布局差异明显。

上图为英特尔还公布的SNB-E处理器内部结构示意图。这是张很有趣的图片,从图片上你能看到缓存设计在CPU中央,CPU核心、uncore以及I/O部分、内存控制分别围绕在缓存四周,这体现了英特尔采用的环路缓存总线的设计方案。因为只有环路总线设计方案,才需要将各个功能区块设计在总线周围,以尽可能简化线路。而传统的交叉总线缓存大部分放置在CPU的上部或者下部,例如右边的Core i7 980X处理器结构示意图。

另外,上图也为我们透露出了一个重要的信息,那就是SNB-E和SNBEP的“血亲”关系。在图中英特尔只标识出了六个CPU核心的位置,还有两块空白区域没有任何标识。如果给这两块空白区域标注上“Core”,然后再加入QPI总线的说明,这就是一张SNB-EP处理器的内核结构图片——这也证明了SNB-E在物理结构上只是SNB-EP屏蔽了部分功能区域的简化产品。这样做的原因也很简单:Intel当前的工艺很难在130W左右的功耗限制下,让SNB-E的八个核心(假如有)都在高频率下稳定的运行。而对目前民用用户来说,由于软件优化等问题,更多的核心暂时还无用武之地,还不如高频率在实际应用和测试中的表现那么优秀。

好马易得好鞍难求!——X79芯片解析

也许是受“完美主义”情节的影响,也可能是抱有的期望太高,抑或是“传闻”太诱人。不论原因如何,在面对现在的X79芯片时我们是比较“失望”的。毫无疑问,这个“跳”过了整个6系列时代,直接由“5”升“7”的X系列顶级芯片组承载了玩家们太多的期待。考虑到研发周期的限制,我们理解X79还是没有集成原生的USB 3.0控制器;但是曾许诺玩家的十个SATA 6Gb/s接口何在、8个SAS 2.0接口又何在?作为已“沦落”为南桥的主板芯片组,缺失了这些如此重要的磁盘技术规格,X79的吸引力将降低不少。只是作为SNB-E处理器的御用平台,我们没有选择的余地。

表2:X79芯片组预期规格和终规格对比(附Z68芯片组规格)

X79芯片组预期规格 X79芯片组实际规格 Z68芯片组规格
SATA 6Gb/s接口 10 2 2
SAS 2.0接口 8 0 0
SATA 3Gb/s接口 4 4 4
PCI-E 3.0 x4 x4 N/A
PCI-E 2.0 x8 x8 x8
RAID模式 0/1/5/10 0/1/5/10 0/1/5/10

对比下表我们不难看出X79的实际规格相当“保守”。没有USB 3.0,SATA 6Gb/s接口也仅仅只有2个,传闻中的SAS 2.0 更是一个不留。相比起Z68芯片来它的功能优势并不明显,而且还缺少了智能响应这样的磁盘加速技术。但就是功能设计如此简单的它,其Die面积竟然达到了约134mm2。热设计功耗也达到了7.8W,比功能相当的Z68芯片的6.1W高出不少。

X79芯片组,实测其面积约12.21×11.01=134.43mm2。
X79芯片组,实测其面积约12.21×11.01=134.43mm2。

此外,价格方面X79也不太令人满意。Intel定下的X79芯片销售价格高达73美元,远远超出了Z68芯片组的48美元和“X58+ICH10”的53美元。同时,加上4通道内存等规格的设计需要,让X79主板的布线变得相当复杂,这导致X79主板普遍采用了成本高昂的8层PCB方案。终结果是Intel原厂X79主板售价也高达300美元,一线主板厂商的产品就可想而知了。如此一来SNB-E平台的整个购入价格将相当昂贵。

Intel原厂DX79SI主板全貌看散热片结构你可能会误以为X79是个传统南北桥结构芯片组。拆下散热片你能看到其实X79芯片位于传统主板的南桥位置。之所以设计相对扩张的散热器而不是一个简单的散热片,相信跟X79的“高”功耗不无关系。
Intel原厂DX79SI主板全貌看散热片结构你可能会误以为X79是个传统南北桥结构芯片组。拆下散热片你能看到其实X79芯片位于传统主板的南桥位置。之所以设计相对扩张的散热器而不是一个简单的散热片,相信跟X79的“高”功耗不无关系。

说完规格在让我们来看看实物(见下图)。分析下作为X79主板“样板”的Intel原厂DX79SI主板。除了采用8层PCB设计外,原厂DX79SI主板还通过两颗NEC的D720200AF1芯片提供了2个背部USB 3.0接口和两个前置SUB 3.0接口的支持,这多少弥补了X79芯片功能的不足。毕竟USB 3.0、SATA 6Gb/s等接口是大势所趋,相信即将铺货的X79主板也将通过类似方式来解决芯片功能不足的问题。

SNB-E平台支持四通道内存,因此X79主板少也会配备4条DIMM内存插槽,而原厂DX79SI主板则配置了8条DIMM插槽,采用左右各4条的对称设计。由于内存插槽占据了处理器接口左右两侧的空间,所以供电部分不得不“龟缩”到接口上方的有限空间。在这个空间内设计出支持130W TDP的组合不难,但是要应付SNB-E长期超频应用就很考验主板厂商的设计功底了。DX79SI主板就只设计了8相供电系统,对超频来说还是略显单薄。
SNB-E平台支持四通道内存,因此X79主板少也会配备4条DIMM内存插槽,而原厂DX79SI主板则配置了8条DIMM插槽,采用左右各4条的对称设计。由于内存插槽占据了处理器接口左右两侧的空间,所以供电部分不得不“龟缩”到接口上方的有限空间。在这个空间内设计出支持130W TDP的组合不难,但是要应付SNB-E长期超频应用就很考验主板厂商的设计功底了。DX79SI主板就只设计了8相供电系统,对超频来说还是略显单薄。

强桌面平台看过来!

华硕P9X79 Delux主板概貌
华硕P9X79 Delux主板概貌

了解了SNB-E处理器和X79芯片组的技术规格后,让我们正式进入测试环节。作为出生就剑指性能王座的平台,比较的对象将毫无以为的是当前各个平台的顶级产品——LGA 1366的Core i7 980X、LGA 1155的Core i7 2600K、AM3+的FX 8150和AM3的Phenom Ⅱ X6 1090T。话说“工欲善其事,必先利其器”,为顶级处理器选配件也需要顶级!

表3:各对比测试处理器主要技术规格一览
表3:各对比测试处理器主要技术规格一览

表4:Core i7 3960X对比测试平台主要信息一览
表4:Core i7 3960X对比测试平台主要信息一

为此,MC搭建了当前为顶级的单卡平台(详情如上表所示)。其中金邦DDR3 2133 4GB×4套装是首批上市的专为SNB-E平台优化的高频四通道内存。而MARSⅡ显卡相信玩家们是相当了解了,作为当前各种规格和参数都“BT”的单卡(双核心),其性能是当之无愧的世界强,没有之一。后,作为平台基石的主板,我们放弃了原厂DX79SI主板,用华硕P9X79 Delux取而代之。

华硕P9X79 Delux主板背板I/O接口特写。相比原厂DX79SI主板,华硕P9X79 Delux去掉了已不常用的IEEE 1394接口、减少了2个USB 2.0接口,转而增加了4个USB 3.0接口、2个eSATA接口。使其背板USB 3.0接口数量达到6个。此外双千兆网卡和7.1声道音频输出则一一保留。
华硕P9X79 Delux主板背板I/O接口特写。相比原厂DX79SI主板,华硕P9X79 Delux去掉了已不常用的IEEE 1394接口、减少了2个USB 2.0接口,转而增加了4个USB 3.0接口、2个eSATA接口。使其背板USB 3.0接口数量达到6个。此外双千兆网卡和7.1声道音频输出则一一保留。

和原厂DX79SI主板一样,华硕P9X79 Delux也采用了标准ATX大板设计,配备左右对称的共计8条DIMM内存插槽。不过比起原厂DX79SI主板,华硕P9X79 Delux主板的空间利用率更高、元器件更为密集、第三方辅助芯片更多。这让它的供电系统更加强劲,扩展接口也更加丰富。

华硕P9X79 Delux主板供电部分特写(上图为主板正面、下为主板背面)。为了给超频中的SNB-E处理器提供充足、稳定的电力,华硕为P9X79 Delux主板设计了夸张的20相供电系统,采用全新的第3代数字供电技术(NEW DIGI+ Power Control)。其中16相用于CPU核心供电,还有4相用于CPU外围核心供电(SA,包括uncore、I/O和内存控制器等模块)。前文提到过,由于留给供电系统的空间有限,华硕不得不将部分原件放置在了主板背面。
华硕P9X79 Delux主板供电部分特写(上图为主板正面、下为主板背面)。为了给超频中的SNB-E处理器提供充足、稳定的电力,华硕为P9X79 Delux主板设计了夸张的20相供电系统,采用全新的第3代数字供电技术(NEW DIGI+ Power Control)。其中16相用于CPU核心供电,还有4相用于CPU外围核心供电(SA,包括uncore、I/O和内存控制器等模块)。前文提到过,由于留给供电系统的空间有限,华硕不得不将部分原件放置在了主板背面。
华硕P9X79 Delux主板供电部分特写(上图为主板正面、下为主板背面)。为了给超频中的SNB-E处理器提供充足、稳定的电力,华硕为P9X79 Delux主板设计了夸张的20相供电系统,采用全新的第3代数字供电技术(NEW DIGI+ Power Control)。其中16相用于CPU核心供电,还有4相用于CPU外围核心供电(SA,包括uncore、I/O和内存控制器等模块)。前文提到过,由于留给供电系统的空间有限,华硕不得不将部分原件放置在了主板背面。

华硕P9X79 Delux主板SATA接口特写。左方这组特殊的SATA 6Gb/s接口有何妙用?其实这是华硕为了弥补X70芯片组的功能缺憾而特别加入的。主要的作用是提供了对类似Z68芯片组上的智能响应技术的支持,华硕称其为华硕固态硬盘缓存加速技术(注:SSD和HDD必须都接在这组接口上才能顺利开启此功能)。而对不需要用到加速技术的玩家来说,则相当于多了两个SATA 6Gb/s接口。
华硕P9X79 Delux主板SATA接口特写。左方这组特殊的SATA 6Gb/s接口有何妙用?其实这是华硕为了弥补X70芯片组的功能缺憾而特别加入的。主要的作用是提供了对类似Z68芯片组上的智能响应技术的支持,华硕称其为华硕固态硬盘缓存加速技术(注:SSD和HDD必须都接在这组接口上才能顺利开启此功能)。而对不需要用到加速技术的玩家来说,则相当于多了两个SATA 6Gb/s接口。

华硕P9X79 Delux主板PCI-E接口图。四条PCI-E 3.0 x16插槽为打算组建4路全速CrossfierX的发烧玩家做好了准备。
华硕P9X79 Delux主板PCI-E接口图。四条PCI-E 3.0 x16插槽为打算组建4路全速CrossfierX的发烧玩家做好了准备。

性能 SNB-E独孤求败

当前的高端处理器市场几乎是Intel唱独角戏的时代,处理器的性能提升也就基本伴随Tick-Tock策略稳步而来。换句话说,至尊王者平台的更新需要Intel的自我超越。在这个大环境下,我们“苦苦”地熬过了整个6系列换代,也没有迎来一款全面超越X58平台的产品。现在,规格如此出众的SNB-E到底能为我们带来怎样的震撼?

vs Core i7 980X 性能王座顺利交接

表5:各平台的处理器性能测试成绩
表5:各平台的处理器性能测试成绩

细看表5中各平台的性能测试成绩,你会发现其中的所有加粗数据(好成绩)都是由SNB-E平台获得的。很显然SNB-E平台的性能已经登顶,赢得很“暴力”。相对来说浮点性能的提升幅度之大是SNB-E平台的一个亮点。其实对比表3中各对比处理器的主要技术规格我们能看到,上代的旗舰级产品Core i7 980X在核心、线程数量和主频上都和Core i7 3960X一致。它们的对比更能反映出新架构相对老产品的同频性能提升幅度。借助四通道内存的高带宽和环路总线的高效优势,Core i7 3960X在多数处理器理论性能测试中获得了超过Core i7 980X 10%~15%的性能优势。而在Sisoftware Sandra多媒体处理性能测试中,Core i7 3960X的领先幅度迅速提升到100%以上,这让人颇为震惊。显然对AVX指令的良好支持是Core i7 3960X获胜法宝,这个部分的运算针对AVX指令集进行了优化,特别是多媒体浮点运算。在这个环节中不仅Core i7 3960X获得比Core i7 980X翻倍的性能,就连核心数量更少的Core i7 2600K也能和Core i7 980X不相上下。随着后续软件开发对AVX指令(包括兼容AVX的XOP等)的支持和优化,支持AVX的SNB-E和SNB处理器无疑将更有用武之地。面对这样的应用,Core i7 980X等产品显然已是廉颇老矣!

内存性能 集成是关键

表6:Core i7 3960X理论内存性能测试成绩
表6:Core i7 3960X理论内存性能测试成绩

按理说凭借对四通道DDR3 1600内存规格的支持,SNB-E平台在这个测试环节中的优势也应该是压倒性的。不过测试成绩却比这个推测更有趣(测试成绩详见表6)。在Sisoftware Sandra内存带宽、内存延迟测试中SNB-E平台优势明显,其38.86GB/s的带宽大幅超越了所有对比平台,对比X58的三通道内存带宽的更是直接翻番。不过在随后的AIDA缓存和内存性能测试中,我们发现SNB-E平台的成绩并不理想,好的成绩由Core i72600K平台获得。究其原因,我们认为主要是在带宽已足够的情况下,内存的性能主要跟频率成正比。SNB-E平台要在更大数据量的环境中才能体现出应有的性能优势。

作为本次高端平台交替的重要更新,处理器内置内存控制器相比传统北桥内存控制器的优势何在?通过内存超频前后的平台性能改变也许能让你了解得更清晰。因此,接下来我们还为X58和X79平台额外增加了一场有关内存超频前后的平台性能对比。对比表7中的成绩你能发现,同样都将内存频率超频到2133MHz后,X58平台的性能提升幅度及其有限。除了内存带宽和解码带宽上有提升显著外,其他测试中都没有明显提升。很明显处理器到北桥再到内存的繁琐控制机制产生的高延迟抵消了很大部分频率提升带来的优势。而反观X79平台,由于内存控制器内置,内存超频后各项测试中的性能提升都相当明显。其CINEBENCH R11.5的成绩更是高达11.4pts,和测试程序内置的8核心16线程至强处理器的成绩基本持平。总的来说,SNB-E集成的内存控制器能帮助平台在内存超频时获得更多的收益。

表7:Core i7 3960X搭配不同频率内存的应用测试成绩
表7:Core i7 3960X搭配不同频率内存的应用测试成绩

游戏SNB-E平台没有惊喜

从Core微架构推行以来,游戏性能就成了Intel处理器的强项,因此超越X58和Z68平台才是X79的任务。不过根据以往经验来看,相同核心架构下各处理器的游戏性能差距相当微小。而SNB和SNB-E的核心结构基本一样,加上诸多游戏对多核心处理器支持并不好,所以我们一开始就没对SNB-E平台的游戏性能抱有太大期望。

表8:各平台游戏性能测试成绩对比
表8:各平台游戏性能测试成绩对比

实际测试结果显得比预期还要朴实,除了3DMark 11测试中的物理自成绩能明显反映出Core i7 3960X的优势以外,参与对比的各个Intel平台的游戏性能都相差无几(测试成绩详见表8)。不过相对来说在DirectX 10/11的游戏中,SNB-E平台的优势要比在DirectX 9游戏中稍微明显一些。

功耗 SNB-E还是“首当其冲”

其实通过前文的规格介绍我们就能大致猜到SNB-E处理器是个高能耗产品。想必Intel自己也是心知肚明,因此为送测的SNB-E处理器搭配了水冷散热套装。从测试结果来看,核心面积巨大的Core i7 3960X功耗和发热水平也很“可观”。其待机和OCCT拷机功耗都是所有待测平台高的。不过待机时的温度和功耗相比同为6核心12线程的Core i7 980X来说,能在核心面积和晶体管增加如此之多的情况下,做到平台待机功耗和发热量基本相当也算难能可贵了。

超频 SNB-E足够灵活度,提升显著

在SNB时代,处理器很难通过调节外频超频。若玩家想要超频,就只有选择价格更贵的K系列处理器,这样的设置一度饱受玩家诟病。还好,Intel为SNB-E处理器增加了一个名为RCR(Reference Clock Ratio)的技术,该技术通过剥离处理器外频与其他总线频率的绝对相关性,为处理器外频超频提供了更高的可能性和安全性。它允许玩家将处理器外频设置为100MHz、125MHz、166MHz等多个档位,再在对因档位上上下微调处理器外频。至此,不论是不锁倍频的X、K系列处理器还是普通SNB-E处理器都将拥有更多的超频乐趣。我们分别尝试了调节倍频和调节外频(使用RCR技术)的方式对Core i7 3960X进行超频。在我们的尝试中,倍频调节的设置方便性和高超频幅度都优于采用外频调节的方式。理论上同一颗处理器调节外频的超频能力应该和倍频方式相当,不过RCR并不能完全剥离处理器外频和总线的联系,这之间的关系较为复杂,玩家要想佳设置肯定需要花费更多时间。当然,不论是哪种超频方式,频率的提升都能为Core i7 3960X带来性能的线性增长。

Intel原装水冷散热器。它也由asteke代工,结构上和AMD FX系列处理器的原装水冷散热器如出一辙。不过搭配的冷排厚度稍薄,也仅支持单风扇安装。(注:作为SNB-E处理器的可选配件,它并不随处理器附赠,需另外订购。)
Intel原装水冷散热器。它也由asteke代工,结构上和AMD FX系列处理器的原装水冷散热器如出一辙。不过搭配的冷排厚度稍薄,也仅支持单风扇安装。(注:作为SNB-E处理器的可选配件,它并不随处理器附赠,需另外订购。)

表9:各平台功耗、CPU温度测试成绩一览
表9:各平台功耗、CPU温度测试成绩一览

左为调倍外频方式将Core i7 3960X超频至4.8GHz的CPU-Z截图,右为调节外频方式将Core i7 3960X超频至4.68GHz的CPU-Z截图。

左为调倍外频方式将Core i7 3960X超频至4.8GHz的CPU-Z截图,右为调节外频方式将Core i7 3960X超频至4.68GHz的CPU-Z截图。
左为调倍外频方式将Core i7 3960X超频至4.8GHz的CPU-Z截图,右为调节外频方式将Core i7 3960X超频至4.68GHz的CPU-Z截图。

在华硕P9X79 Delux主板上,我们能通过RCR技术以0.125MHz为基础将处理器外频调节至任何我们想要的值。
在华硕P9X79 Delux主板上,我们能通过RCR技术以0.125MHz为基础将处理器外频调节至任何我们想要的值。

表10:Core i7 3960X两种方式超频后测试成绩对比

Core i7 3960X @1.45V,4.68G Core i7 3960X @1.5v,4.8G
3DMark Vantage CPU 45705 48270
SuperPI 1M 8.081s 7.91s
wPrime 32M 4.025s 3.9s
WinRAR解压 5175KB/s 5686KB/s
CINEBENCH R11.5 13.6pts 13.97pts
VC-1转码AVI 41s 39s

总结:性能已扛鼎 且尚有余力

通过以上测试,相信玩家们对SNB-E平台加冕强桌面平台的称号没有什么异议了。固然,Core i7 3960X的性能相对以往发布的任何一款产品都是绝对领先的,将在未来很长一段时间内领跑桌面平台。但是我们更关注的并不是SNB-E的现在,毕竟在它出世之前我们就知道它将是Intel的一次自我超越,也知道它将取代X58时代的6核心平台成为性能扛鼎之作,更知道短时间内将没有对手能超越它。不过,细心的读者会发现,现在的SNB-E还不是完全形态,即使是顶级的Core i7 3960X也至少被屏蔽了5MB三级缓存和2个处理器核心,这让我们有理由对SNB-E平台的未来充满期待。按照Intel的平台定位策略,X79也不是一个会被迅速淘汰的平台,说不准什么时候Intel就会放出完整规格的SNB-E处理器,甚至工艺和规格的双升级版。以现在Core i7 3960X的性能水平推测完整规格的SNB-E,其性能水平再上一个层次不是问题。也许它就能像X58一样通过类似Nehalem和Gulftown的处理器变更而再度统治高端平台3年之久。至此,追求极致的你对于升级到SNB-E平台还需要犹豫吗?

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用户评论

共有评论(5)

  • 2012.01.01 00:02
    5楼

    第一,科技发展无止境,一切皆有可能,就像魔兽网游的倒掉,Apple灵魂的缺失,Intel也终会有成为纪念碑的一天; 第二,“没有买卖,就没有杀害”,需求决定市场,再烂的东西,有人买就是经典,所以架构好坏、性能优劣,看应用吧。 当然评测是绝对有用的,理论指导实践。SNB当下是优秀的,但确有看得到的不足,希望AMD抓住。

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  • 2011.12.31 16:35
    4楼

    唉,AMD不知何年才再现辉煌了

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  • 2011.12.31 14:39
    3楼

    相信AMD的田忌赛马活动将持续的进行下去!

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  • 2011.12.31 11:16
    2楼

    想到了可怜的AMD,拿什么来打败你——i7 3960!

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  • 2011.12.30 23:06
    1楼

    用户已经阻止不了Intel抢钱行动了``````

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