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英特尔22nm处理器全方位性能体验

2012-07-02《微型计算机》评测室《微型计算机》2012年5月下

3D已成为当今流行的技术元素,从15年前的《泰坦尼克》到各种显示设备,无一不在追求3D化。现在,就连英特尔新发布的22nm处理器也加入了这一行列。它由全新设计的3D晶体管打造而成,并集成了有史以来性能为强大的核芯显卡。下面,就让我们登上这艘处理器中的超级战舰,体验它那令人窒息的强大火力。

超级战舰 英特尔22nm处理器全方位性能体验

从第一代酷睿处理器到现在,英特尔带给我们一系列在性能和功耗表现上都极为优秀的处理器。随着时间发展以及Tick-Tock战略的演进,英特尔就像一台精密的机器,按部就班地向前发展。前不久,英特尔公布了自己的财报。2011年第四财季,英特尔营收高达139亿美元,净利润也达到了34亿美元之多。在2011年交出一份优秀答卷后,2012年的英特尔又会带给我们什么惊喜呢?没错,可能您已经猜到了,这就是强大的Ivy Bridge。2012年4月24日,第三代智能酷睿处理器——Ivy Bridge正式在北京发布。通过全新的HKMG 22nm 3D工艺、HD Graphics 4000核芯显卡,英特尔再次将x86处理器的技术发展水平提升到了一个新的高峰。

令人兴奋的是,Ivy Bridge处理器还拥有一个合理的价格,其高端产品的价格不超过2400元,主流产品价格大多在1300~1500元左右。显然这不仅仅是普通的新一代处理器,它更是英特尔准备用来攻占对手城池,抢占市场的利器。我们相信英特尔具备这样的实力,但更期待亲眼看到Ivy Bridge的精彩表演……

Ivy Bridge处理器技术解析

每次英特尔发布全新系列的产品,随后的评测文章中一定会提到英特尔的“Tick-Tock”发展步骤。简单来说,“Tick”就是工艺进步架构不变,“Tock”是架构升级而工艺不变。从晶体管制造发展的角度来说,“Tick-Tock”发展步骤几乎是继摩尔定律之后,又一个指导晶体管业界发展的经典规律。在这一次发布的Ivy Bridge处理器上,这个规律也得到了继续沿用。但稍有不同的是,英特尔将这款由Sandy Bridge处理器发展而来的产品定义为了“Tick+”。

“Tick”部分很好理解,英特尔将生产工艺由Sa ndy Bridge的32n m升级为22n m。依靠工艺的进步,进一步缩小了晶体管的体积、降低了芯片功耗和电压,为未来设计更强大的产品打下了基础。其次,就是引人注目的“+”部分。在小小的“+”中,英特尔带来了两项拥有重大意义的改变:1.3D晶体管首次成功应用在大规模集成电路芯片中;2.英特尔核芯显卡终于步入DirectX 11时代,赶上了桌面显卡的发展速度。此外,在CPU内核部分,Ivy Bridge虽然继承了之前Sa ndy Brid ge绝大部分的设计,但还是在模块化等设计上做出了一些改动,如采用PCI-E 3.0显卡控制器,使得显卡PCI-E带宽由PCI-E 2.0 x16的16GB/s提升到32GB/s。同时,加入Turbo Boost 2.0睿频技术,提升睿频频率,改善内存控制器,带来了同频率下CPU性能的微小增长。接下来,就让我们看看Ivy Bridge在制造工艺、规格和性能方面带来了哪些变化。

沟道——22nm的新问题

在之前的32nm时代,晶体管内部的线宽已经非常小,电子在电压驱动下运动时,很容易意外“冲出跑道”,带来诸如漏电电流和额外损耗等问题。因此英特尔很早就开发了HKMG高介电常数(金属“铪”,用于阻挡漏电电流)和金属栅极(避免栅极耗尽问题)两项技术,基本解决了栅极漏电流问题,很大程度上延续了摩尔定律。

不过好景不长,在22nm时代,进一步缩小的线宽让晶体管的源极出了问题,新出现的沟道漏电流让人头疼不已。所谓沟道漏电流,是指在晶体管越来越小的情况下,漏极越来越接近源极,栅极就越来越难以“夹断”泄漏电流,当阈值电压与沟道有严重相关性的时候,就会大幅影响晶体管的性能。这种问题在32nm时代还不过于凸显,但在22nm时代栅极越来越薄、沟道越来越短后,沟道漏电流以及随之引发的短沟道效应就成为晶体管发展的桎梏。

3D晶体管显神通

为了解决这种问题,业内的方法也是相当多样。比如台积电之前宣称22nm时代依旧会使用传统的平面晶体管,其他一些厂商如IBM和GF半导体,则考虑进一步发展SOI工艺,使用UTB-SOI技术来解决漏电等问题。英特尔显然更激进一些,早已准备好了全新的FinFET技术(Fin-Field Effect Transistor鳍状场效应晶体管)—也就是今天我们看到的“3D晶体管”。

从技术本质和生产出的产品结果来说,英特尔称呼自己的晶体管产品为“3D晶体管”有点略微“言过其实”,“3D晶体管”作为市场宣传来说,更容易让人联想到整个都立体化的晶体管产品。实际上Fin FET是晶体管制造业内广泛关注的新技术,其技术本质正如其名,使用了带了特殊“鳍”的场效应晶体管。所谓“鳍”,就是类似于鲨鱼鳍那样树立在鱼背上、有别于传统平面设计的源级和漏极。这样做可以相当大程度地避免漏电流的发生并且完美解决短沟道效应。

图左的传统晶体管只有一个电流通过方向,而3D晶体管在“鳍”的帮助下,电流可以从“鳍”的上方以及左右两侧通过,因此3D晶体管可以通过的电流更大。
图左的传统晶体管只有一个电流通过方向,而3D晶体管在“鳍”的帮助下,电流可以从“鳍”的上方以及左右两侧通过,因此3D晶体管可以通过的电流更大。

如果需要一个更简单的方法来解释“3D晶体管”的话,可以认为“3D晶体管”是一种控制电流流通的特殊“阀门”。在22nm制程下,传统的老阀门已经不能很好地管理好电流了,电流的“跑冒滴漏”现象特别严重。在换用了一个新的名为Fin FET的阀门后,电流通过能力更强了,“跑冒滴漏”几乎没有了,想开就开,相关就关,整个产品的性能得到了相当明显的提升。

Ivy Bridge核心架构图,可以看出,由于采用了新一代核芯显卡,GPU部分在核心架构中占有较大面积。
Ivy Bridge核心架构图,可以看出,由于采用了新一代核芯显卡,GPU部分在核心架构中占有较大面积。

虽说梦想很美好,但将一个几纳米的平面器件改成立面鳍状,其技术难度也绝对让人望而生畏。英特尔显然解决得不错。在处理器设计之初,英特尔就考虑了Fin FET技术对线路生产带来的影响,包括需要严格控制器件宽度,并将其严格量化。此外,在制造过程中,如何生产出均一稳定的“鳍”也是非常困难的,英特尔需要集中所有技术来保证这些高低交错的“鳍”的有效性和可靠性,还得保证其尽量垂直,有一定高度而且轮廓要非常鲜明。

在解决了Fin FET的技术难题后,英特尔在22nm晶体管制造上就一马平川了。很快,在实际产品中,英特尔应用Fin FET技术,并将这种工艺的效能尽可能地发挥出来。在“站立”起来的漏极和源极帮助下,以往的单个电流通道被扩大到“鳍”的左右面各一个、顶部一个(三栅极),电流流通更为顺畅,同时由于立起来的“鳍”的作用,漏电电流大大降低。根据英特尔的数据,在低电压下,Fin FET晶体管的性能提高30%,同电压下降低约50%的功耗,同时性能不变。

除了Fin FET外,之前的HKMG技术也被同时应用在晶体管制造中。这两项技术共同使用后,英特尔不但成功制造出了22nm的晶体管,同时一些关键性性能比如晶体管密度、功耗以及实际产品的面积表现都相当不错。其中,芯片的面积和成本息息相关。

在45nm的Core 2时代,四核心处理器的面积一般在300mm2左右,而在随后的32nm时代,这个数据降低到了230mm2左右。在22nm时代,英特尔又将其降低到了170mm2——其中GPU部分大约占了1/3,约50mm2;北桥部分约为20mm2;CPU核心和缓存部分约为100mm2。也就是说,英特尔目前四核心处理器的面积和之前45nm时代的双核心产品差不多,这还是在增加了大量缓存的情况下,新工艺威力可见一斑。

小核心面积的副作用——热密度

降低核心面积有助于降低成本,不过另外一个问题也随之浮现,那就是核心温度。虽然Ivy Bridge实际产品的功耗更低,但温度表现却不令人满意。在同等电压、散热设备下,Ivy Bridge要比Sandy Bridge温度高一些。对这个问题的解释,一开始一些用户认为是由于覆盖CPU核心的顶盖和CPU结合方式变化所导致,因为Sandy Bridge的核心和顶盖结合方法更为优秀,采用了无钎焊接的方式,而Ivy Bridge用的是普通的“顶盖+硅脂”方式,从理论上来说,前者的导热能力是后者的15倍以上。不过随后一些用户采用暴力手段打开了Ivy Bridge的顶盖,将散热器和处理器核心直接接触后,发现温度并没有太大变化。看起来,顶盖和核心接触方式并非Ivy Bridge温度增高的原因。

在用户的追问下,英特尔给出了一份官方说明,大意是新的Ivy Bridge采用了全新散热封装技术,不过主要原因是由于22nm处理器的热密度变高,因此超频时的确会遇到温度过高的情况。不过英特尔已经测试过了,处理器质量肯定毫无问题。英特尔的声明其实也比较含糊,但还是提到了“热密度”这个比较关键的因素。本文之前也提到了核心面积的数据,比如45nm四核心Lynnfield的核心面积大约是296mm2,而22nm Ivy Bridge的CPU核心面积只有大约100mm2。在面积大幅度降低、而功耗降低并不显著(从之前的95W TDP降低到77W TDP)的情况下,Ivy Bridge CPU每平方毫米的发热量更高了——也就是英特尔所说的热密度上升。这种情况在超频时更为显著,超频后的Ivy Bridge温度将显著升高。同时由于核心面积较小,和散热器接触的部分更少,热量的传递变得更为缓慢,热集聚带来的高温将给Ivy Bridge的超频带来不小的影响。

大幅升级 HD Graphics 4000亮相

对英特尔来说,强大的CPU性能有目共睹,而CPU内置的英特尔核芯显卡,则一直是“功能大于性能”。英特尔HD系列核芯显卡往往会提供更丰富的视频处理能力、支持诸多特色功能,但在性能上却一直不太令人满意。而在新一代HD Graphics 4000核芯显卡上,这一现象将得到改变。首先,在技术特性上,英特尔为这款核芯显卡带来了完整的DirectX 11、OpenGL 3.x以及Open CL 1.1的支持。同时,英特尔在HD Graphics 4000内部设计了真正的曲面细分单元,并完整支持DirectCompute,可以真正执行DirectX 11操作。此外,在图形功能方面,英特尔终于支持比较优秀的各向异性过滤算法,在各个方向上都能获得不错的纹理质量。不过令人遗憾的是,这款核芯显卡依旧不支持抗锯齿技术,当然就无法通过抗锯齿技术提高游戏画质。

HD Graphics 4000主要由几何前端、曲面细分单元、像素后端处理、EU执行单元、MFX编码解码器显示单元等几部分构成。
HD Graphics 4000主要由几何前端、曲面细分单元、像素后端处理、EU执行单元、MFX编码解码器显示单元等几部分构成。

其次,HD Graphics 4000在视频转码、视频输出等功能上都得到了加强,还支持动态视频编码技术,高清播放方面也进一步作出了优化,可以支持4K分辨率的影片硬解码。在硬件结构设计上,英特尔内置了专用的硬件解码和转码单元,理论上可以支持多个4K分辨率影片同时解码。此外,HD Graphics 4000核芯显卡还增加了三屏输出,无线视频传输技术,并支持HDMI 1.4A接口,以满足不同用户的需求。

产品规格上,HD Graphics 4000的执行单元数量提升到了16个。但其工作频率却有所下降,其默认频率只有650MHz,大睿频也只达到1150MHz。我们认为这可能是英特尔考虑到散热、功耗等方面的问题,才降低了默认频率。同时,除了HD Graphics 4000外,英特尔还在中、低端Ivy Bridge处理器上整合了HD Graphics 2500核芯显卡,其核心架构与HD Graphics 4000相同。但是执行单元大幅度降低到6个,性能估计也只有HD Graphics 4000的1/3~1/2左右,其余功能则基本相同。

 

两代英特尔桌面处理器核芯显卡规格对比表
技术 HD Graphics 2500/ 4000 HD Graphics 2000/ 3000
统一渲染架构
执行单元数量 6/16个 6/12个
媒体处理
系统优化 Windows 7和Windows 8 Windows 7/Vista/XP
默认频率 650MHz 850MHz
高睿频频率 1150MHz(高) 1350MHz(高)
DirectX版本 DirectX 11 DirectX 10.1
OpenGL版本 OpenGL 3.1 OpenGL 3.0
Shader Model版本 SM4.1 SM4.1
动态频率技术
大分辨率 2560×1600 2560×1600
HDMI 1.4支持

 

Ivy Bridge消费级产品规格

Ivy Bridge处理器上市产品一览

从目前公开的Ivy Bridge消费级产品来看,暂时只有Core i7和Core i5两大系列,而更低端的Core i3、Pentium甚至赛扬系列均暂时不见踪影。同时,我们也可以看到,只有三款高端产品整合了HD Graphics 4000显卡,其他产品大部分采用的都是性能平平的HD Graphics 2500。因此对于注重预算与图形性能的整合平台用户来说,Ivy Bridge仍然不是优选择。

我们认为,让主流消费者期待的Ivy Bridge产品其实并非酷睿系列产品。它的另外一个产品线,定位于入门级服务器的Xeon E3 V2系列可能更值得大家考虑。该系列产品不仅仍然采用Ivy Bridge核心,而且由于部分处理器没有整合核芯显卡,价格低廉,因此具备极高的性价比。如技术规格与Core i7 3770处理器接近的E-1230V2,其售价只有1400元左右,较前者便宜了600多元,已成为DIY市场的销售明星。

Core i7 3770K与E3-1230V2已分别成为高端发烧友与中端用户的爱。
Core i7 3770K与E3-1230V2已分别成为高端发烧友与中端用户的爱。

不过需要提醒玩家注意的是,Xeon产品一般都锁定了倍频,超频起来相比没有锁定倍频的Core i7“K”系列产品要困难一些,它适合那些不太“折腾”的玩家。如果你是超频玩家,还是尽量考虑不锁倍频的K系列产品比较靠谱。

Ivy Bridge入门服务器级产品规格

Ivy Bridge处理器性能全面体验

略有领先 处理器理论性能测试

测试点评:在理论性能测试中,Ivy Bridge处理器首先呈现给我们的是其优异的内存性能。测试中,Core i7 3770K、E3 1230V2均可轻松地开启内存的XMP功能,一键将内存超频至DDR3 2133,并实现9-11-11-30-1T的优化延迟设置。而与其对比的两款Sandy Bridge处理器却始终无法正常开启XMP功能,只有通过手动设置延迟、内存电压后,才能将内存稳定工作在DDR3 2133下。而从测试结果来看,即便在主要延迟、内存频率完全相同的设置下,Sandy Bridge处理器的内存性能与Ivy Bridge处理器相比也存在一定差距,这表明Ivy Bridge处理器的内存控制器性能的确得到了提升,相信这也是Ivy Bridge处理器在极限超频测试中,能突破DDR3 3000的关键所在。

从处理器性能来看,Core i7 3770K能够领先并不奇怪,毕竟它具备高的睿频频率,在Turbo boost 2.0的帮助下,其四核工作睿频(3.7GHz)以及单核工作睿频(3.9GHz)也领先于其他三款处理器。而Xeon E3-1230V2的四核与单核睿频频率只有3.5GHz与3.7GHz,Core i7 2600K的四核与单核睿频频率只有3.5GHz与3.8GHz,E3-1230的四核与单核频率更低至3.3GHz与3.6GHz。同时,我们也从这个测试中初步看出Ivy Bridge处理器的确有一定的同频性能优势,只是这种优势并不大。如在SiSoftware Sandra处理器算术性能测试、CINEBENCH R11.5处理器渲染性能等这些需调用四个核心的测试中,Xeon E3-1230V2、Core i7 2600K这两款四核睿频相同的处理器,在测试结果上却存在明显不同。前者在这类测试中均有小幅优势,但在进行Super Pi一百万位运算这种单核心任务测试中,单核睿频低100MHz的Xeon E3-1230V2则被Core i7 2600K反超。

E3-1230V2表现突出 应用性能测试

测试点评:在看过处理器理论性能测试之后,应用性能测试显然不会带给您多少意外。Core i7 3770K依然一马当先,不论是在模拟实际应用的PCMark7系统性能测试,还是在渲染、转码、解压等多个实际应用中均全面领先。不过需要注意的是,即便是Core i7 3770K,与顶级的Sandy Bridge-E处理器相比仍存在较大差距。明显的是在3D设计业界里流行的玻璃马素材渲染测试中(马匹数量已由早期的一匹增加为三匹),Core i7 3770K的渲染时间与那些耗时仅230s的Sandy Bridge-E 12线程专业设计平台相比,还是要多出不少,所以即便强的Ivy Bridge也是无法动摇Sandy Bridge-E的高端地位。

玻璃马测试已成为不少设计人员装配机器的参考标准,在国内的3D专业设计论坛,经常进行玻璃马渲染耗时比赛。
玻璃马测试已成为不少设计人员装配机器的参考标准,在国内的3D专业设计论坛,经常进行玻璃马渲染耗时比赛。

另一方面,E3-1230V2在实际应用测试中也有不错的表现,在大部分测试中均优于价格比它高出600多元的Core i7 2600K,唯一的例外出现在PhotoShop CS5图片处理测试中。原因很简单,PhotoShop CS5在运行时往往只会使用1个线程,这就给单核睿频频率更高的Core i7 2600K提供了反超的机会。总体来看,如果您没有超频需求的话,价格仅仅1400多元的E3-1230V2将是很多人的佳选择。

 

Ivy Bridge处理器应用性能测试
Core i7
3770K
E3-1230V2 Core i7
2600K
E3-1230
3DMark 11,1280×720,Performance P7987 P7950 P7855 P7809
《战地3》,1920×1080,高画质+4xAA 48.894fps 48.365fps 47.847fps 47.782fps
《现代战争3》,1920×1080,高画质+4xAA 123.817fps 121.622fps 116.021fps 114.103fps
《尘埃3》,1920×1080,高画质+4xAA 94.29fps 93.95fps 89.04fps 87.56fps
《孤岛危机2》,1920×1080,超高画质+DX11 61.531fps 61.297fps 60.954fps 61.508fps

 

PCI-E 3.0作用不大 游戏性能测试

测试点评:尽管Ivy Bridge处理器采用了PCI-E 3.0控制器,测试中使用的Radeon HD7970显卡、Z77主板也对PCI-E 3.0总线提供了完美支持。但我们可以看到带宽的提升对于游戏性能几无帮助,在《战地3》,《孤岛危机2》这些硬件杀手中,四款处理器的平均运行帧速非常接近,区别很小。原来,尽管PCI-E 3.0总线在单位时间内可为显卡输送更多的“原材料”,但由于当前GPU的处理能力有限,使用PCI-E 3.0总线后,GPU单位时间内的“加工能力”并不会因此得到改善,自然就不能提高运行游戏的速度。

在Ivy Bridge处理器上,PCI-E 3.0总线技术得到真正开启。
在Ivy Bridge处理器上,PCI-E 3.0总线技术得到真正开启。

稍显奇怪的是,在一些对显卡性能要求不高的游戏中,如《现代战争3》、《尘埃3》里,Ivy Bridge的测试成绩却拥有较大的优势。我们认为,这里的功劳更应归功于处理器。这两款游戏均采用多线程设计,运行时会占用所有核心,因此四核睿频频率、核心架构上均有优势的Ivy Bridge处理器显然能抢占先机。

不过由于液晶显示器的刷新率只有60Hz,每秒多只能显示60帧,因此在使用这四款处理器进行游戏体验的时候,我们并没有感觉到彼此间有明显的不同。如果您已经使用了Sandy Bridge高端处理器,只是想改善游戏性能,那么没有必要更换Ivy Bridge,还是把多余的资金投入到显卡或显示器上吧。

小幅降低Ivy Bridge处理器功耗与发热量测试

测试点评:从下表来看,与各自的上一代产品相比,两款Ivy Bridge处理器在满载功耗上都有一定优势。在发热量测试中,Ivy Bridge的表现也不算差,基本与上一代产品持平,其高温现象暂未出现。不过,我们在测试中发现了一个值得注意的现象,那就是Ivy Bridge处理器的工作电压比Sandy Bridge低。四款处理器在待机状态下的电压都在0.708V左右,但在满载情况下,Ivy Bridge处理器的电压只有1.056~1.068V,而Sandy Bridge的电压却达到1.164V。那么如果将电压、频率设定为相同的条件下,Ivy Bridge的功耗、性能优势是否还将存在呢?

 

Ivy Bridge处理器功耗与温度测试
Core i7 3770K E3-1230V2 Core i7 2600K E3-1230
处理器待机温度 35℃ 30℃ 30℃ 34℃
系统待机功耗 70W 66W 65W 65W
处理器满载温度 66℃ 62.25℃ 66℃ 63.5℃
处理器满载功耗 150W 135.8W 156W 150W

 

功耗优势消失 相同电压、频率测试

测试点评:不难看出,在完全相同的频率设置下,Ivy Bridge相对于Sandy Bridge的确有一定的性能优势,只是这个优势很小,大只有4%左右的领先幅度。而在相同工作电压设置下,Ivy Bridge的高温特性第一次体现出来。两款Ivy Bridge处理器相对于各自的上一代产品,在满载状态下的工作温度有4~6℃的提高。

功耗方面的测试结果就更让人意外。在将四款处理器的电压、频率统一设置为3GHz、1.092V(待机状态下也使用该电压与频率)后,我们惊奇地发现Core i7 3770K的功耗居然攀升为第一位,而E3-1230V2却仍然是节能的处理器。我们分析,这主要是因为Core i7 3770K这类Ivy Bridge处理器整合了为复杂的HD Graphics 4000核芯显卡,在晶体管数量上是四款产品中多的,所以在相同电压下的功耗就会偏高。反之E3-1230 V2由于没有集成核芯显卡,晶体管数量少,自然在功耗上会有一定优势。那么,Ivy Bridge的工艺优势到底体现在哪里,如果Sandy Bridge也使用与Ivy Bridge相同的低电压,是否也能降低功耗呢?

相同电压、频率测试(均设定为3GHz,1.092V)
Core i7 3770K E3-1230V2 Core i7 2600K E3-1230
处理器待机温度 36.5℃ 33.75℃ 32.75℃ 32.75℃
系统待机功耗 86W 82W 82W 80W
处理器满载温度 61.25℃ 58.25℃ 55℃ 54℃
处理器满载功耗 134W 126W 130W 129W
CINEBENCH R11.5处理器渲染性能 6.06pts 6.11pts 5.92pts 5.87pts
SiSoftware Sandra处理器算术性能 96GOPS 96.17GOPS 94.38GOPS 94.39GOPS
Super Pi一百万位运算时间 12.168s 12.199s 12.433s 12.433s

降低电压Sandy Bridge“变身”Ivy Bridge?

我们首先采用Core i7 2600K处理器对E3-1230 V2进行了模拟,将处理器满载工作电压降低为1.056V。结果证明,这款处理器也能在该电压下,稳定地令四个核心满载运行在3.5GHz,并通过了长达两个小时的Prime95拷机测试。而在该设置下,Core i7 2600K的满载系统功耗也由156W降低至138W,与E3-1230V2已经非常接近。

那么Core i7 2600K是否也能“变身”为Core i7 3770K呢?接下来我们“得寸进尺”,将电压略微增加到1.068V,并将四核满载频率提升至3.7GHz。但这次的测试却只能以失败告终,Core i7 2600K的系统启动始终蓝屏,而使用相同设置的Core i7 3770K却可以完全正常地运行。显然,低电压支持高频率就是Ivy Bridge的工艺优势体现。而在随后的超频测试中,这一优势得到了进一步发挥。

热密度问题严重Ivy Bridge超频测试

对Core i7 3770K的超频测试非常容易,只需1.212V,将处理器倍频设置为45x,就可令处理器轻松提升至4.5GHz,系统满载功耗提升到198W。而在Core i7 2600K上,我们必须使用1.32V的电压才能达到相同频率,这就令其系统满载功耗达到了214W,超出Core i7 3770K 16W。

在超频仅满载工作5分钟后,一颗核心的温度就突破了90℃大关。
在超频仅满载工作5分钟后,一颗核心的温度就突破了90℃大关。

那么Core i7 3770K还有继续超频的空间吗?当然有,相信各位读者也早已看过各种Core i7 3770K风冷到5GH z的报道了。但在测试中我们却发现了一个严重的问题,加压超频后,Core i7 3770K的温度将提升得非常快,在运行了仅5分钟Prime95拷机测试后,处理器的一颗核心温度已经突破90℃,其余三颗核心温度也在80℃以上。而令人吃惊的是,1.32V、4.5GHz设置下的Core i7 2600K在经过相同测试后,处理器四个核心的温度却都控制在80℃以内。

经本刊实战液氮超频测试,Core i7 3770K可轻松超至6GHz以上,极限超频能力明显优于Sandy Bridge。
经本刊实战液氮超频测试,Core i7 3770K可轻松超至6GHz以上,极限超频能力明显优于Sandy Bridge。

可以看出,在超频状态下,Ivy Bridge热密度变高的问题的确将导致温度大幅提升。因此,为了保障处理器的寿命、稳定性,我们认为在风冷散热状态下,不宜追求太高频率,将处理器频率控制在4.5GHz,将电压控制在1.25V以内是比较安全的。

当然,对于采用液氮进行极限超频的玩家来说,就没有以上问题,液氮可以轻易将处理器温度降低在-100℃。同时,Ivy Bridge的低温工作能力大幅提升,与在-30℃~-50℃就无法启动的Sandy Bridge-E、Sandy Bridge相比,Ivy Bridge在我们的测试中,可以低工作在-120℃左右。此外,据一些国外媒体报道,在一些经过特殊设计的主板上,Ivy Bridge甚至可以工作在-170℃。优秀的低温工作能力,再加上低压支持高频率的特性,为Ivy Bridge带来了强大的极限超频能力。经我们实战体验,仅需1.75V电压就可将Core i7 3770K送上6.08GHz的高频。

升级明显 可硬解2160p视频的核芯显卡

测试点评:架构的改进、执行单元数量的增加的确给HD Graphics 4000带来了令人满意的测试结果。除在《街头霸王Ⅳ》里表现稍差外,其整体3D性能已接近A8 3850 APU。可以在19英寸显示器标准分辨率1440×900、高画质设定下流畅运行像《尘埃3》、《现代战争3》这样的3D大作。当然,尽管HD Graphics 4000对DirectX 11 API提供了完全支持,可以运行3DMark 11,但我们认为支持DirectX 11对于整合GPU来说,仍只是一个锦上添花的功能。如在《失落星球2》开启高级DirectX 11特效后,不论是HD Graphics 4000 、还是APU,游戏的运行帧速都跌落在10fps以内,完全没有可玩性。

开启硬件解码后,HD Graphics 4000播放2160p超高清视频的处理器平均占用率只有2.622%。

而在硬件转码、高清视频播放上,HD Graphics 4000则以极其明显的优势领跑。令人满意的是,这款核芯显卡可以对《少女时代》这段2160p超高清视频进行完全硬解。少女时代的短片时长3分33秒,是由1个MV和3个现场版视频合成在一起组成的2160p短片,其码率达到了恐怖的101Mbps。在我们之前的测试中,即便使用Core i7 3960X这样的顶级处理器进行软解播放,也会带来51%的处理器占用率。而如使用HD Graphics 4000,则可在TotalMedia Theater 5.2中开启硬解功能(如使用PowerDVD则会出现无响应状态),将处理器平均占用率降低至于2.622%。这带来的直接好处,就是在播放2160p视频的同时,我们仍然可以浏览网页,或者以窗口模式运行3D游戏。

开启硬件解码后,HD Graphics 4000播放2160p超高清视频的处理器平均占用率只有2.622%。
开启硬件解码后,HD Graphics 4000播放2160p超高清视频的处理器平均占用率只有2.622%。

而使用HD Graphics 3000虽然也可以开启硬件解码,但处理器平均占用率却达到了68.072%,峰值占用率更接近90%,在播放中有明显的跳帧与卡顿现象。同时,由于处理器运算资源已经被大量占用,因此您不能“三心二意”,只能无聊地看着影片。APU方面,可能由于软件对于APU的优化尚未到位,开启硬解功能后,影片将出现无法播放的现象,因此我们未对它进行测试。需要注意的是,热密度变高的问题,对于使用核芯显卡的Ivy Bridge处理器来说更有影响。在仅使用默认设置的情况下,Core i7 3770K的满载温度就较使用独立显卡时又上升了3℃,已逼近70℃。此外,目前只有三款高端处理器整合了这款核芯显卡,对于准备搭建主流整合平台的用户来说,APU、Core i3将仍是好的选择。

HD Graphics 4000性能测试

得失兼具 成功的Tick+

综合以上测试,我们认为Ivy Bridge还算一款成功的Tick+产品。对于普通用户来说,22nm、3D晶体管的确可以带来功耗的降低,而更高的睿频频率、更好的同频性能也能为用户提供更好的体验。同时,工作电压的降低也可以很好地控制处理器在默认工作状态下的发热量,可以说热密度变高的问题对于普通用户基本没有太大影响。如果您对超频没有什么需求,并且准备使用独立显卡,那么像E3-1230 V2这样的Xeon处理器将是一个更好的选择。当然,由于Ivy Bridge只是一款Tick级产品,因此在处理器性能上它不会带来明显提升,如果您已经使用了Sandy Bridge高端处理器,那么完全没有必要为此升级。

同时,Ivy Bridge处理器低温工作能力的加强,也令英特尔处理器冲击极限的能力大幅提升,目前Ivy Bridge处理器高频率已到7GHz,并打破了Super Pi世界纪录。对于那些想挑战单线程运算成绩的玩家来说,Ivy Bridge就是他们佳的选择。

Ivy Bridge的大问题还是风冷超频能力的降低,尽管在风冷状态也可以超上5GHz,但我们认为用“表演”来形容这种超频行为更为确切。由于热密度变高,在加压超频后,Ivy Bridge处理器的发热量上升非常迅猛,没有人会在90℃的温度下长时间使用。所以面对即将来临的酷暑,我们建议风冷超频玩家要么调回默认频率,要么升级为水冷散热器。

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