Intel Core i7是一款45nm原生四核處理器，處理器擁有8MB三級(jí)緩存，支持三通道 DDR3內(nèi)存。處理器采用LGA 1366針腳設(shè)計(jì)，支持第二代超線程技術(shù)，也就是處理器能以八線程運(yùn)行。根據(jù)網(wǎng)上流傳的測(cè)試，同頻Core i7比Core 2 Quad性能要高出很多。

　　簡(jiǎn)介

　　基于Nehalem架構(gòu)的下一代桌面處理器沿用“Core”（酷睿）名稱，

　　命名為“Intel Core i7”系列，至尊版的名稱是“Intel Core i7 Extreme”系列。

　　而同架構(gòu)服務(wù)器處理器將繼續(xù)延用“Xeon”名稱。至于為什么是“i7”，

　　而不是大多數(shù)人認(rèn)為的“Core 3 ”，Intel還沒(méi)給出詳細(xì)的解釋?zhuān)?/p>

　　估計(jì)意思是Intel的第七代處理器，

　　但2000年推出NetBrust架構(gòu)的Pentium 4處理器應(yīng)該是屬于第七代產(chǎn)品的

　　綜合之前的資料來(lái)看，英特爾首先會(huì)發(fā)布三款I(lǐng)ntel Core i7處理器，

　　頻率分別為3.2GHz、2.93GHz和2.66GHz，

　　主頻為3.2GHz的屬于Intel Core i7 Extreme，

　　處理器售價(jià)為999美元，當(dāng)然這款頂級(jí)處理器面向的是發(fā)燒級(jí)用戶。

　　而頻率較低的2.66GHz的定價(jià)為284美元，約合1940元人民幣，

　　面向的是普通消費(fèi)者。全新一代Core i7處理器將于2008第四季度推出。

　　Intel于2008年11月18日發(fā)布了三款Core i7處理器，

　　分別為Core i7 920、Core i7 940和Core i7 Extreme Edition 965。

　　而從英特爾技術(shù)峰會(huì)2008（IDF2008）上英特爾展示的情況來(lái)看，

　　core i7的能力在core2 extreme qx9770（3.2GHz）的三倍左右。

　　IDF上，intel工作人員使用一顆core i7 3.2GHz處理器演示了CineBench R10多線程渲染，

　　結(jié)果很驚人。渲染開(kāi)始后，四顆核心的八個(gè)線程同時(shí)開(kāi)始工作，

　　僅僅19秒鐘后完整的畫(huà)面就呈現(xiàn)在了屏幕上，

　　得分超過(guò)45800。相比之下，core2 extreme qx9770 3.2GHz只能得到12000分左右，

　　超頻到4.0GHz才勉強(qiáng)超過(guò)15000分，不到core i7的3分之一。core i7的超強(qiáng)實(shí)力由此可窺見(jiàn)一斑。

　　1. 基于Nehalem微架構(gòu)

　　2. 2-8顆核心。

　　3. 內(nèi)置三通道DDR3內(nèi)存控制器。

　　4. 每顆核心獨(dú)享256KB二級(jí)緩存。

　　5. 8 MB共享三級(jí)緩存。

　　6. SSE 4.2指令集（七條新指令）。

　　7. 超線程技術(shù)。

　　8. Turbo mode（自動(dòng)超頻）。

　　9. 微架構(gòu)優(yōu)化（支持64-bit模式的宏融合，提高環(huán)形數(shù)據(jù)流監(jiān)測(cè)器性能，六個(gè)數(shù)據(jù)發(fā)射端口等等）

　　10. 提升預(yù)判單元性能，增加第二組分支照準(zhǔn)緩存。

　　11. 第二組512路的TLB。

　　12. 對(duì)于非整的SSE指令提升性能。

　　13. 提升虛擬機(jī)性能（根據(jù)Intel官方數(shù)據(jù)顯示，Nehalem相對(duì)65nm Core 2在雙程虛擬潛伏上有60%的提升，而相對(duì)45nm Core 2產(chǎn)品提升了20%）

　　14. 新的QPI總線。

　　15. 新的能源管理單元。

　　16. 45nm制程，32nm制程產(chǎn)品隨后上線，代號(hào)Westmere。

　　17. 新的1366針腳接口。

　　Nehalem相當(dāng)于65nm產(chǎn)品有著如下幾個(gè)最重要的新增功能。

　　1. SSE4.1指令集（47個(gè)新SSE指令）。

　　2. 深層休眠技術(shù)（C6級(jí)休眠，只在移動(dòng)芯片上使用）。

　　3. 加強(qiáng)型Intel動(dòng)態(tài)加速技術(shù)（只在移動(dòng)芯片上使用）。

　　4. 快速Radix-16分頻器和Super Shuffle engine，加強(qiáng)FPU性能

　　5. 加強(qiáng)型虛擬技術(shù)，虛擬機(jī)之間交互性能提升25%-75%。

　　Nehalem的核心部分比Core微架構(gòu)改進(jìn)了以下部分：

　　Cache設(shè)計(jì)：采用三級(jí)全內(nèi)含式Cache設(shè)計(jì)，L1的設(shè)計(jì)與Core微架構(gòu)一樣；L2采用超低延遲的設(shè)計(jì)，每個(gè)核心各擁有256KB的L2 Cache；L3則是采用共享式設(shè)計(jì)，被片上所有核心共享使用。

　　集成了內(nèi)存控制器（IMC）：內(nèi)存控制器從北橋芯片組上轉(zhuǎn)移到CPU片上，支持三通道DDR3內(nèi)存，內(nèi)存讀取延遲大幅減少，內(nèi)存帶寬則大幅提升，最多可達(dá)三倍。

　　快速通道互聯(lián)（QPI）：取代前端總線（FSB）的一種點(diǎn)到點(diǎn)連接技術(shù)，20位寬的QPI連接其帶寬可達(dá)驚人的每秒25.6GB，遠(yuǎn)超過(guò)原來(lái)的FSB。QPI最初能夠發(fā)放異彩的是支持多個(gè)處理器的服務(wù)器平臺(tái)，QPI可以用于多處理器之間的互聯(lián)。

　　Nehalem的核心部分比Core微架構(gòu)新增加的功能主要有以下幾方面：

　　New SSE4.2 Instructions （新增加SSE4.2指令）

　　Turbo Mode （內(nèi)核加速模式）

　　Improved Lock Support （改進(jìn)的鎖定支持）

　　Additional Caching Hierarchy （新的緩存層次體系）

　　Deeper Buffers （更深的緩沖）

　　Improved Loop Streaming （改進(jìn)的循環(huán)流）

　　Simultaneous Multi-Threading （同步多線程）

　　Faster Virtualization （更快的虛擬化）

　　Better Branch Prediction （更好的分支預(yù)測(cè)）

　　Core i7的改進(jìn)

　　原生四核+全新緩存設(shè)計(jì)

　　我們知道，Core 2 Quad系列四核處理器其實(shí)是把兩個(gè)Core 2 Duo處理器封裝在一起，并非原生的四核設(shè)計(jì)，通過(guò)狹窄的前端總線FSB來(lái)通信，這樣的缺點(diǎn)是數(shù)據(jù)延遲問(wèn)題比較嚴(yán)重，性能并不盡如人意。Core i7則采用了原生四核設(shè)計(jì)，采用先進(jìn)的QPI（QuickPath Interconnect，下面將進(jìn)行介紹）總線進(jìn)行通訊，傳輸速度是FSB的5倍。

　　緩存方面也采用了三級(jí)內(nèi)含式Cache設(shè)計(jì)，L1的設(shè)計(jì)和Core微架構(gòu)一樣；L2采用超低延遲的設(shè)計(jì)，每個(gè)內(nèi)核256KB（256x4 KB）；L3采用共享式設(shè)計(jì)，被片上所有內(nèi)核共享，容量為8MB。

　　采用全新QPI總線

　　Core i7的Nehalem架構(gòu)最大的改進(jìn)在前端總線（FSB）上，傳統(tǒng)的并行傳輸方式被徹底廢棄，轉(zhuǎn)而采用基于PCI Express串行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸技術(shù)的通用系統(tǒng)接口（CSI），被Intel稱為QuickPath。QuickPath的傳輸速率為6.4Gbps，這樣一條32bit的QuickPath帶寬就能達(dá)到25.6GB/sec。QuickPath的傳輸速率是FSB 1333MHz的5倍，前者雖然數(shù)據(jù)位寬較窄，但傳輸帶寬仍然是后者的2.5倍。由于分別用于雙處理器和單處理平臺(tái)，Gainestown有兩條QuickPath，而B(niǎo)loomfield僅有一條。不難看出，在AMD推出HyperTransport高速串行總線，并逐漸在高性能運(yùn)算領(lǐng)域建立優(yōu)勢(shì)之后，Intel也迎頭趕上。若干年前，關(guān)于串行傳輸將一統(tǒng)天下的預(yù)言已經(jīng)變成了現(xiàn)實(shí)，我們所要等待的是串行內(nèi)存何時(shí)重返市場(chǎng)。

　　集成內(nèi)存控制器

　　內(nèi)存控制器相信大家不會(huì)感到陌生，競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手AMD早在K8時(shí)代CPU已經(jīng)集成了內(nèi)存控制器，能大幅提升內(nèi)存性能，而Intel方面則表示由于時(shí)機(jī)還不合適，因此沒(méi)有在Core2中使用，現(xiàn)在最新的Core i7終于擁有集成內(nèi)存控制器IMC（Integrated Memory Controller），可以支持三通道的DDR3內(nèi)存，運(yùn)行在DDR3-1333，內(nèi)存位寬從128位提升到192位，這樣總共的峰值帶寬就可以達(dá)到32GB/s，達(dá)到了Core 2的2-4倍。處理器采用了集成內(nèi)存控制器后，它就能直接與物理存儲(chǔ)器陣列相連接，從而極大程度上減少了內(nèi)存延遲的現(xiàn)象。

　　同步多線程技術(shù)

　　原生四核Core i7有八個(gè)邏輯內(nèi)核

　　超線程技術(shù)（Hyper-Threading），最早出現(xiàn)在130nm的Pentium 4上，超線程技術(shù)就是利用特殊的硬件指令，把兩個(gè)邏輯內(nèi)核模擬成兩個(gè)物理芯片，讓單個(gè)處理器都能使用線程級(jí)并行計(jì)算，進(jìn)而兼容多線程操作系統(tǒng)和軟件，減少了CPU的閑置時(shí)間，提高的CPU的運(yùn)行效率。超線程技術(shù)使得Pentium 4單核CPU也擁有較出色的多任務(wù)性能，現(xiàn)在通過(guò)改進(jìn)后的超線程技術(shù)再次回歸到Core i7處理器上，新命名為同步多線程技術(shù)（Simultaneous Multi-Threading，SMT）。

　　同步多線程（Simultaneous Multi-Threading，SMT）是2-way的，每核心可以同時(shí)執(zhí)行2個(gè)線程。對(duì)于執(zhí)行引擎來(lái)說(shuō)，在多線程任務(wù)的情況下，就可以掩蓋單個(gè)線程的延遲。SMT功能的好處是只需要消耗很小的核心面積代價(jià)，就可以在多任務(wù)的情況下提供顯著的性能提升，比起完全再添加一個(gè)物理核心來(lái)說(shuō)要?jiǎng)澦愕枚?。比起Pentium 4的超線程技術(shù)（Hyper-Threading），Core i7的優(yōu)勢(shì)是有更大的緩存和更大的內(nèi)存帶寬，這樣就更能夠有效的發(fā)揮多線程的作用。按照INTEL的說(shuō)法，Nehalem的SMT可以在增加很少能耗的情況下，讓性能提升20-30%。

　　為什么Core 2沒(méi)有使用SMT？很顯然，它是可以做到的。SMT是在節(jié)省電力的基礎(chǔ)上增加了性能，而且軟件支持的基礎(chǔ)建設(shè)也早就有了。有2個(gè)可能的原因：一是Core 2可能沒(méi)有足夠的內(nèi)存帶寬和CPU內(nèi)部帶寬來(lái)利用SMT獲得優(yōu)勢(shì)。通常，SMT能夠提升內(nèi)存級(jí)并行（memory level parallelism，MLP），但是對(duì)于內(nèi)存帶寬已經(jīng)成為瓶頸的系統(tǒng)則是個(gè)麻煩。而更有可能的原因則是SMT的設(shè)計(jì)、生效等是很麻煩的，而當(dāng)初設(shè)計(jì)SMT是由INTEL的Hillsboro小組主持，而并非是Haifa小組（Core 2是由這個(gè)小組負(fù)責(zé)的）。這樣Core 2不使用SMT就避免了冒險(xiǎn)。

　　自動(dòng)超頻，核心加速

　　Turbo Mode，顧名思義，就是加速模式，它是基于Nehalem架構(gòu)的電源管理技術(shù)，通過(guò)分析當(dāng)前CPU的負(fù)載情況，智能地完全關(guān)閉一些用不上的核心，把能源留給正在使用的核心，并使它們運(yùn)行在更高的頻率，進(jìn)一步提升性能；相反，需要多個(gè)核心時(shí)，動(dòng)態(tài)開(kāi)啟相應(yīng)的核心，智能調(diào)整頻率。這樣，在不影響CPU的TDP情況下，能把核心工作頻率調(diào)得更高。

　　舉個(gè)簡(jiǎn)單的例子，如果游戲只用到一個(gè)核心，Turbo Mode就會(huì)把其他三個(gè)核心自動(dòng)關(guān)閉，把正在運(yùn)行游戲的那個(gè)核心的頻率提高，也就是自動(dòng)超頻，在不浪費(fèi)能源的情況下獲得更好的性能。Core 2時(shí)代，即使是運(yùn)行只支持單核的程序，其他核心仍會(huì)全速運(yùn)行，得不到性能提升的同時(shí)，也造成了能源的浪費(fèi)。

　　Turbo Boost默認(rèn)是開(kāi)啟的，通過(guò)自動(dòng)調(diào)高CPU的倍頻提高性能。在Intel原廠X58主板上，低負(fù)載時(shí)默認(rèn)調(diào)高1-2個(gè)倍頻。例如Core i7 920默認(rèn)頻率為2.66G，在Turbo Boost默認(rèn)是開(kāi)啟的情況下，運(yùn)行Super PI是以單核2.8G來(lái)跑，這樣單線程性能也就得到提升。

　　超頻愛(ài)好者也許會(huì)想到，Turbo Mode自動(dòng)提升的那個(gè)頻率可以手動(dòng)調(diào)整嗎？如果可以，不就能利用它進(jìn)行超頻嗎？答案是可以的，只要是Exterme Edition CPU，就可以手動(dòng)調(diào)整，好好利用，新的超頻方式從此誕生。

　　文本處理再提速！完整SSE4指令支持

　　完整的SSE 4（Streaming SIMD Extensions 4，流式單指令多數(shù)據(jù)流擴(kuò)張）指令集共包含54條指令，其中的47條指令已在45nm的Core 2上實(shí)現(xiàn)，稱為SSE 4.1。SSE 4.1指令的引入，進(jìn)一步增強(qiáng)了CPU在視頻編碼/解碼、圖形處理以及游戲等多媒體應(yīng)用上的性能。其余的7條指令在Core i7中也得以實(shí)現(xiàn)了，稱為SSE 4.2。SSE 4.2是對(duì)SSE 4.1的補(bǔ)充，主要針對(duì)的是對(duì)XML文本的字符串操作、存儲(chǔ)校驗(yàn)CRC32的處理等。