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還沒給出詳細(xì)的解釋，

　　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。渲染開始后，四顆核心的八個(gè)線程同時(shí)開始工作，

　　僅僅19秒鐘后完整的畫面就呈現(xiàn)在了屏幕上，

　　得分超過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Bloomfield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，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)是開啟的，通過自動(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。