微机原理与应用
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2.5 酷睿系列微处理器

2.5.1 酷睿2

酷睿2英文Core 2 Duo,是Intel推出的一代基于Core微架构的产品体系统称。于2006年7月27日发布。酷睿2,是一个跨平台的构架体系,包括服务器版、桌面版、移动版三大领域。酷睿2微架构处理器(台式机)包括酷睿2单核、双核、四核等产品,如以酷睿2核心类型为Wolfdale是双核心的,酷睿2核心类型为Yorkfield是四核心的。酷睿2的主要技术特点:

(1)多路(Wide)动态执行。每时钟周期可传递更多的指令,从而节省执行时间并提高能效。智能功效管理,为笔记本电脑提供更高的节能效果及更卓越的电池使用效率。

(2)智能内存访问。通过优化可用数据带宽的使用率来提高系统性能。

(3)高级智能高速缓存。提供更高的性能以及更有效的缓存子系统。已针对多核处理器和双核处理器做了优化。

(4)高级数字多媒体增强技术。扩大应用范围,包括视频、语音和图像、照片处理、加密、金融、工程和科学等应用领域。

酷睿2处理器能够为应用提供效果显著的效能,通过跨平台的解决方案,在台式机、笔记本、工作站配置上全方位地提升应用的水平。能够为台式机和笔记本提供主动安全防护和易维护的管理功能,充分保障应用的安全性,有效提升IT管理的效率。处理器将基于Intel先进的65nm设计和制造工艺技术,该技术进一步压缩了处理器的线路和晶体管的尺寸。

2.5.2 酷睿i3

酷睿i3(Core i3)可看做是Core i5的精简版,将有32nm工艺版本(核心工艺为Clarkdale,架构是Nehalem)。Core i3最大的特点是整合GPU(图形处理器),即Core i3由CPU+GPU两个核心封装而成,集成GPU的CPU于2010年推出。由于整合的GPU性能有限,用户想获得更好的3D性能,可以外加显卡。值得注意的是,即使核心工艺是Clarkdale,显示核心部分的制作工艺仍是45nm。俗称“酷睿i系”,仍为酷睿系列。酷睿i3的主要技术特点:

(1)H55/H57主板提供Intel Flexible Display Interface(简称FDI)进行GPU的信号输出。因此要采用Core i3的GPU功能,必须搭配H55/H57主板。

(2)在规格上,Core i3(也就是i3 530)的CPU部分采用双核心设计,通过超线程技术可支持四个线程,总线采用频率2.5GT/s的DMI总线,三级缓存由8MB削减到4MB,有内存控制器、双通道、超线程技术等技术。采用LGA 1156接口,相对应的主板将会是H55/H57。

2011年2月,Inter公司发布了四款酷睿i系列处理器,其中包括新版的i3,即i3 2100。Core i3 2100与旧i3相比,主频提高到3100MHz,总线频率提高到5.0GT/s,倍频提高到31倍,采用与酷睿i5、酷睿i7相同的构架Sandy Bridge。不过三级缓存降低到了3M。

Core i3的CPU虽属于中端CPU,i5定位是中高端。虽然i3集成了GPU,但性能极为有限,主要因为i3是双核心四线程,也就是俗称的双核。

2.5.3 酷睿i5

酷睿i5(Core i5)主频3.33GHz,自动启用Turbo Boost技术后,可以达到3.6GHz的主频,功耗仅73W。CPU部分采用32nm的制作工艺,GPU部分采用45nm制作工艺,架构仍是沿用Intel的GMA整合显示核心架构,在G45自带的GMA X4500上进行了加强优化,使其拥有更高的执行效率。图形核心可支持MPEG2、VC-1及H.264(AVC)的1080P高清解码,同时还增加了Dual Stream双流硬件解码能力,可以同时支持两组1080P高清播放。

在Post Processing(预处理)方面,增加支持Sharpness功能及XVYCC运算,输出方面支持两组独立HDMI高清输出,并追加12Bit Color Depth。音效方面,则增加了Dolby True HD及DTS-HD Master Audio输出支持,以迎合HTPC高清应用需要。酷睿i5-661内部还整合了GPU和北桥功能。

Core i5采用的是成熟的DMI(Direct Media Interface),相当于内部集成所有北桥的功能,采用DMI用于准南桥通信,并且只支持双通道的DDR3内存。结构上它用的是LGA1155接口。

2.5.4 酷睿i7

Intel Corei 7是一款45nm原生四核处理器,处理器拥有8MB三级缓存,支持三通道DDR3内存。处理器采用LGA1366针脚设计,支持第二代超线程技术,也就是处理器能以八线程运行。

酷睿i7(i7-900系列)的主要技术特点:

(1)基于Nehalem微架构。

(2)2~8颗核心。

(3)内置三通道DDR3内存控制器。

(4)每颗核心独享256KB二级缓存。

(5)8MB共享三级缓存。

(6)SSE 4.2指令集(七条新指令)。

(7)超线程技术。

(8)Turbo mode(自动超频)。

(9)微架构优化(支持64-bit模式的宏融合,提高环形数据流监测器性能,六个数据发射端口等)。

(10)提升预判单元性能,增加第二组分支缓存。

(11)第二组512路的TLB。

(12)对于非整的SSE指令提升性能。

(13)提升虚拟机性能(Nehalem相对65nm Core 2在双程虚拟潜伏上有60%的提升,而相对45nm Core 2产品提升了20%)。

(14)采用QPI总线。

(15)采用新的能源管理单元。

(16)45nm制程和32nm制程产品。

(17)1366针脚接口。

第二代智能Intel酷睿TM i7处理器为更好的应用提供优异性能。四核处理器具备8路多任务功能和额外的L3高速缓存。此第二代处理器的自适应性和内置视觉功能使电脑更具智能性。

第二代智能Intel酷睿TM i7处理器采用Intel睿频加速技术和Intel超线程(HT)技术,使必需的安全性应用和协议能在后台有效地操作,而不会影响工作效率。

集成第二代智能Intel酷睿处理器的Intel核芯显卡2000技术,足以满足当今在视觉上日益精密复杂的通信需求。相对独立显卡能降低功耗和系统成本。部分Intel Core系列CPU技术参数如表2-8所示。

表2-8 部分Intel Core 系列CPU技术参数比较