英特尔45纳米Yorkfield四核处理器测试

X86处理器大战即将上演，面对着AMD K10全新微架构产品， Intel将以45纳米制程配合经强化改良的Core微架构应战，为了不让对手重夺技术主导权，Intel防堵大计预将陆续登场! 目前HKEPC分析了Intel未来半年的桌面处理器产品布局，并独家找来全港首颗45纳米四核心Yorkfieled，与上代Kensfield作对比测试。
 
45纳米四核心Yorkfieled

Intel计划于11月11日发布首款45纳米产品

 
英特尔45纳米工艺推进计划及制造工厂

　据台主机板业者表示，全球处理器龙头Intel将在会在2007年10月第三周正式生产新一代45纳米处理器，并预计在11月11日正式发布首款45纳米产品，首颗45纳米桌面处理器将会是四核心Yorkfield及Xeon DP四核心Harpertown。

　　据了解，Intel 45纳米处理器样本是由奥勒岗州的Fab D1D试产，但该Fab只是作为45纳米处理器初期研发及试产工作，并无法进行量产，因此Intel 45纳米产品初期将全交由位于亚利桑那州、全新兴建的Fab 32负责生产。

　　此外，以色列(Israel)的Fab28则预定于2008年上半年投入45纳米生产行列，而奥勒岗州的D1D晶圆厂则进行改建，以符合45纳米量产需求。

　　根据 Intel 最新桌面处理器规划，首颗45纳米产品将是四核心Yorkfield，预定2007年11月11日面市，紧接着登场的则是双核心Wolfdale，预计2008年1月登场。

45纳米Yorkfield、Wolfdale型号将改变

 
英特尔新更名法则

　　Intel早前宣布将会简化产品线命名法则，在2008年1月1日起，把现有Core 2 Duo及Core 2 Quad产品线合并为Core 2，在品牌中不再显示核心数目，只以产品型号中的开首英文作识别，但在各大OEM厂商的反对意见下，Intel最终取消以上决定，因此Core 2 Duo及Core 2 Quad产品线命名法则将会被保留。

　　此外，为与上代65纳米产品作出有效识别，Intel亦计划采用全新的型号命名法则，四核心Yorkfield型号将编制为QX/Q9000 家族、双核心Wolfdale则命名为E8000家族。

　　值得注意的是，旧有型号命名法则下，无论是四核心Kentfield及双核心Conroe，其型态第二位数字代表的频率数值是一样的，例如Core 2 Quad Q6600与Core 2 Duo E6600 同样 为2.4GHz 。

　　但由于Intel 45纳米家族将四核、双核分为不同家族，因此第二位的频率数值将不再相同，例如 2.66GHz的Yorkfield 四核心处理器的型号为Core 2 Duo Q9450 ，但2.66Ghz的 Wolfdale 双核心处理器型号则为Core 2 Duo E8200 。

2007年内仅一款45纳米处理器上市

年内只有QX9650处理器会上市

　　值得注意的是尽管Intel在2007年11月11日正式发布45纳米处理器，但其象征意义却远大于实际。

　　据了解，Intel在2007年内仅有1款45纳米处理器上市，型号为Core 2 Extreme QX9650，核心频率仍保持3GHz，支持1333MHz FSB，内建12MB( 6MB x 2 ) L2 Cache ，支持Intel Virtualization Technology 、Intel Enhanced SpeedStep Technology 、Intel 64 Technology 及 Execute Disable Bit ，每千颗单价暂定 $ 999。

　　Intel 45纳米大军直至2008 年1月份才会陆续登陆作战，暂定将会发布3颗四核心及3颗双核心产品。

　　3款Yorkfield处理器将会包括Core 2 Quad Q9300、 Q9450及Q9550，核心频率分别为2.5GHz、2.6GHz及2.83GHz，支持1333MHzFSB，除了Q9300仅内建6MB( 3MB x 2 )L2 Cache，其余型号均为12MB( 6MB x 2 )L2 Cache，支持Intel Virtualization Technology、Intel Trust Execute Technology、Intel Enhanced SpeedStep Technology、Intel 64 Technology及Execute Disable Bit，每千颗单价分别为$ 266、$ 316及$ 530。

　　双核心方面，3款Wolfdale处理器包括Core 2 Duo E8200、 Core 2 Duo E8400及Core 2 Duo E8500将会同时上阵，核心频率分别为2.66GHz、3GHz及3.16GHz，支持 1333MHz FSB，内建6MB L2 Cache，支持Intel Virtualization Technology 、Intel Trust Execute Technology、 Intel Enhanced SpeedStep Technology、Intel 64 Technology及Execute Disable Bit，每千颗单价分别为$ 163、$ 183 及$ 266。

65纳米短期内仍是主力 预估明年Q3出现交替

 
65纳米仍是短期主力

　　台主机板业者透露，根据Intel最新桌面处理器规划，由于2007年第四季仅发布1款45纳米处理器，而且为售价高昂的Core 2 Extreme系列，因此45纳米产品发布后首季，占Intel整体处理器出货量将不足2%。

　　其后在2008年第一季，由于45纳米效能级至高阶型号大军到位，因此45纳米产品占Intel整体桌面处理器出货将接近2成。2008年第二季，Intel将会推出入门级45纳米双核心，开始接替Core 2 Duo E4000 家族，预期出货比例将会提升至3成。

　　据Intel向主机板业者表示，45纳米处理器将会在2008年第三季迅速取代Intel Core 2 Duo E4000家族，预期45纳米产品在第三季所占桌面处理器比例将达5成以上，出现制程世代交替。

45纳米Penryn桌面四核心：Yorkfield 2.33GHz工程样本

Intel Yorkfield 2.33GHz ES Sample

　　图为Intel下一代45纳米Penryn家族桌面四核心处理器工程样本，处理器序号为80569PJ053NL，采用Socket 775处理器接口。80569代表核心为Yorkfield、 P为桌面级主流级至效能级产品、J是1333MHz FSB、053代表频率为2.33GHz、NL则代表L2 Cache 容量为12MB，Core 2 Extreme版本的TDP为130W、Core 2 Quad版本的TDP则为95W 。

　　其支持MMX、SSE、SSE2、SSE3及SSE4.1指令集、Intel Virtualization Technology、Enhanced Intel SpeedStep、Intel 64Bit支持、Execute Bit技术及Intel Trust Execution Technology( TXT )。

 　　Yorkfield核心其实并非单一芯片，它是把两颗双核心封装在一起，好处是Intel无需为四核心产品重新设计芯片，由于四核心现时市场占有率仍在5%以下，因此这个方法是最节省成本，并能提早问市时间。

　　不过，两颗双核心封装在一起，两者并没有直接的沟通桥梁，因此当要互相传取数据时，必需要经过 FSB ，延迟值将会略为提高。但据Intel表示，这个核心互相传取动作，比L2 Missed然后需要传取系统内存要快上 10 倍，而且 Intel Core微架构拥有加入了Memory Disambiguation设计，透过Out of Order过程分析内存读取次序，可令其读取提早执行 ，降低处理器的等候时间，减少闲置及延迟值。

　　Yrokfield内建8.2亿个晶体管，相比上代Kentsfield核心多出2.38亿个，主要原因为L2 Cache容量提升50% ，约占1.92 亿个晶体管，余下部份则为SSE4指令运算单元及微架构的改良部份。

　　虽然内建晶体管数目上升约40% ，但由于改采45nm制程，芯片大小由上代的286平方毫米，减至只有214平方毫米，有助成本进一步下降。

　　此外，Intel上代65纳米产品最高频率约为3GHz，频率超过3GHz后，功耗将会出现明显增长，而45纳米产品最高可达约4GHz，在 刚刚结束的IDF 2007 Fall大会上，Intel更展示5GHz超频示范，意味着Intel新一代45纳米将有一定的频率提升空间。

　　由于新一代45纳米产品在CPU GTLREF Ratio设定上有所变更，因此旧有主机板可能需要更新BIOS才能正常启动。

　　值得注意的是，尽管Intel一直强调只有3系列芯片组才能支持45纳米，但有主机板业者指出，其实965芯片组也能透过BIOS更新作出支持，不过VTT电压将会被设定至1.2V，处理器功耗会随之提高，减低产品寿命，965芯片组方案虽然可行，但并不建议采用。

(左) Intel 45nm Yorkfield 四核心 (右) Intel 65nm Kentsfield 四核心

非单纯制程进化 微架构亦作出改进

 
SSE4指令带来性能大幅提升

　　Yorkfield 支持新一代SSE4指令集( Streaming SIMD Extension 4 )，被视为继2001年以来最重要的媒体指令集架构的改进，除扩展Intel 64指令集架构外，还加入有关图形、视频编码及处理、三维成像及游戏应用等指令，令涉及音频、图像和数据压缩算法的应用程序大幅受益。

　　据了解，SSE4将分为4.1 版本及4.2 版本，4.1版本将会首次出现于Penryn处理器中，共新增47条指令，主要针对向量绘图运算、3D游戏加速、视像编码加速及协同处理加速动作，包括︰ #p#page_title#e#

　　除了采用更先进的 45 纳米制程及加入全新 SSE4 指令集外，Penryn亦基于Intel Core微架构设计作出多项改良，称为Enhanced Intel Core Microarchitecture，并加入了︰

　　Fast Radix-16 Divider ( 快速 Radix-16 除法器 )

　　Super Shuffle Engine ( 超级洗牌引擎 )

　　Split Load Cache Enhancement ( 增强型缓存拆分负载 )

　　Improved Store Forwarding ( 存储转发 ) #p#page_title#e#

　　Faster OS Primitive Support ( 高速操作系统同步原始支持 )

　　Virtualization Performance Improvements ( 增强的 Intel 虚拟化技术 )

　　Deep Power Down Technology ( 深度节能技术 )

　　Enhanced Dynamic Acceleration Technology ( 增强型动态加速技术 )

　　据Intel资深工程师兼Penryn微架构主管Stephen Fischer表示，与上代处理器产品相比，Penryn处理器在绘图效能约超过15%、视讯编码平均可提高20%、3D内容制作可提高逾30%，3D游戏效能更可高达40%，视乎软件设计而定。

45纳米处理器加入0.5x倍频设定

45纳米处理器加入0.5x倍频设定

　　值得注意的是，Intel将会在45纳米Core 2处理器中加入0.5x 倍频设定，根据Intel Yorkfield EMTS Rev 1.1文件中指出，45纳米处理器最低倍频为6x，但由7.5x倍频数开始拥有0.5x倍频设计直至13.5x，最高倍频数为15x。

　　追加0.5x倍频数的主要原因为新一代处理器的外频由266MHz提升至333MHz，如果沿用整数倍频，则每一级产品的频率差距亦会同样上升，型号数目变少难以覆盖整个产品线，加入0.5x倍频后，产品线型号的设定弹性将大幅提升，同样的做法AMD亦早用于AM2处理器中。

 

效能测试︰ 45nm V.S 65nm @ Quad Core：

Intel Yorkfield 2.33GHz CPU-Z检测

　　此次编辑部找来Intel Yorkfield 2.33GHz工程样本，与Intel Core 2 Extreme QX6850降频至( 7 x 333 )作对比测试，由于两者核心频率相同，测试后即即可得知全新Penryn家族在微架构改良后的增幅变化。根据结果显示，在部份视讯编码处理、绘图、影音处理、2D/3D 应用、多媒体及游戏等应用上有5-8%的增益，相较双核心Wolfdale的增益虽略有不及，但效果仍令人满意。

　　其中，Penryn处理器家族改用Radix-16 Divider(除法器)，同时可处理每笔4Bit的数据，相较以往Radix-2或Radix-4 divider只可处理每笔2Bit的数据，在整数及浮点数运算能力明显提升，因此在Science Mark 2中已能反映。

　　此外，由于游戏会大量使用平方根运算，拥有Radix-16 Divider 的Yorkdale，在3D游戏测试项目中，相比上代至少有 7% 的增长，而大量采用平方根运算的Half-Life 2 更为明显，效能提升达41.22%。

　　SSE指令执行表现，可从Sandra 2007指出Yorkfield的SSE3执行效率部份上升了约15% ，反映出全新 Super Shuffle Engine设计有着明显改善，如果软件支持SSE指令集，这颗处理器的效能增益将会更为显着。

　　由于大部份测试软件均未支持全新SSE4指令集，因此令Yorkfleld的真正实力被埋没，此次测试中仅DivX 6.6 Alaph支持SSE4，测试显示其增益可达81.48%令人惊讶，预期未来会有更多软件加入SSE4指令集，测试成绩更会更理想。

　　值得注意的，此次效能测试并未包括45纳米制程是否能为处理器带来的频率提升空间，因此Penryn的真正实力未能由以上测试结果解悉，仅能获知改良后微架构所带来的增益，敬请注意。

　　功耗表现方面，采用全新45纳米High-K 制程的Yorkfield ，除晶体管数目提升达40%，但功耗下降约22% ，表现更加出色，且温度亦大幅降低，证明Intel 45纳米制程导入应用已十分成熟。 #p#page_title#e#

后记：

 
Nehalem处理器展示

　　由于AMD K10桌面处理器推出后首季最高频率仅为2.5 - 2.6GHz ，并没有对现有65纳米Intel Core 2产品线构成明显压力，因此Intel并没有赶着把45纳米处理器一窝蜂的推出市面 ，只象征性推出一颗Core 2 Extreme QX9650，以达至每年推出具增强微架构或全新微架构处理器产品的承诺。

　　有Intel官员表示，现时的产品布局是最保守的方案，如果AMD K10突然加强攻力，拥有充足的弹性以应付突发的市场改变，包括了核心频率及售价，而且在 刚刚结束的IDF 2007 Fall论坛上， Intel宣布下一代微架构Nehalem处理器已步入完成阶段，并可准时在2008年下半年上市。

　　据了解，Nehalem微架构将进一步扩大Intel在性能及功耗方面的领先地位，并具是英特尔第一款使用QuickPath互联系统架构的处理器产品。QuickPath将包括集成的内存控制器技术以及改善的系统组件间通信链路，而且在多处理器作业下，每颗处理器可以互相传送数据，并不需经过芯片组，从而大幅提升整体系统性能。 

　　据Paul Otellini表示，Nehalem 微架构最高支持4颗处理器的Quick Path多路服务器环境，单一芯片最高可拥有2、4及8颗核心，支持经改良的Hyper-Theading 技术，令单颗处理器最高可支持16Threads，而且Nehalem架构亦准备推出内建绘图核心，不让AMD Fusion处理器专美。

　　因此 Yorkfield 家族只需支撑半年至9个月，就会被降格至中低端，与新一代Nehalem处理器连手夹 击AMD K10处理器。 

Intel计划于11月11日发布首款45纳米产品

 
英特尔45纳米工艺推进计划及制造工厂

　　据台主机板业者表示，全球处理器龙头Intel将在会在2007年10月第三周正式生产新一代45纳米处理器，并预计在11月11日正式发布首款45纳米产品，首颗45纳米桌面处理器将会是四核心Yorkfield及Xeon DP四核心Harpertown。

　　据了解，Intel 45纳米处理器样本是由奥勒岗州的Fab D1D试产，但该Fab只是作为45纳米处理器初期研发及试产工作，并无法进行量产，因此Intel 45纳米产品初期将全交由位于亚利桑那州、全新兴建的Fab 32负责生产。

　　此外，以色列(Israel)的Fab28则预定于2008年上半年投入45纳米生产行列，而奥勒岗州的D1D晶圆厂则进行改建，以符合45纳米量产需求。

　　根据 Intel 最新桌面处理器规划，首颗45纳米产品将是四核心Yorkfield，预定2007年11月11日面市，紧接着登场的则是双核心Wolfdale，预计2008年1月登场。

45纳米Yorkfield、Wolfdale型号将改变

 
英特尔新更名法则

　　Intel早前宣布将会简化产品线命名法则，在2008年1月1日起，把现有Core 2 Duo及Core 2 Quad产品线合并为Core 2，在品牌中不再显示核心数目，只以产品型号中的开首英文作识别，但在各大OEM厂商的反对意见下，Intel最终取消以上决定，因此Core 2 Duo及Core 2 Quad产品线命名法则将会被保留。

　　此外，为与上代65纳米产品作出有效识别，Intel亦计划采用全新的型号命名法则，四核心Yorkfield型号将编制为QX/Q9000 家族、双核心Wolfdale则命名为E8000家族。

　　值得注意的是，旧有型号命名法则下，无论是四核心Kentfield及双核心Conroe，其型态第二位数字代表的频率数值是一样的，例如Core 2 Quad Q6600与Core 2 Duo E6600 同样 为2.4GHz 。

　　但由于Intel 45纳米家族将四核、双核分为不同家族，因此第二位的频率数值将不再相同，例如 2.66GHz的Yorkfield 四核心处理器的型号为Core 2 Duo Q9450 ，但2.66Ghz的 Wolfdale 双核心处理器型号则为Core 2 Duo E8200 。

2007年内仅一款45纳米处理器上市

年内只有QX9650处理器会上市

　　值得注意的是尽管Intel在2007年11月11日正式发布45纳米处理器，但其象征意义却远大于实际。

　　据了解，Intel在2007年内仅有1款45纳米处理器上市，型号为Core 2 Extreme QX9650，核心频率仍保持3GHz，支持1333MHz FSB，内建12MB( 6MB x 2 ) L2 Cache ，支持Intel Virtualization Technology 、Intel Enhanced SpeedStep Technology 、Intel 64 Technology 及 Execute Disable Bit ，每千颗单价暂定 $ 999。

　　Intel 45纳米大军直至2008 年1月份才会陆续登陆作战，暂定将会发布3颗四核心及3颗双核心产品。

　　3款Yorkfield处理器将会包括Core 2 Quad Q9300、 Q9450及Q9550，核心频率分别为2.5GHz、2.6GHz及2.83GHz，支持1333MHzFSB，除了Q9300仅内建6MB( 3MB x 2 )L2 Cache，其余型号均为12MB( 6MB x 2 )L2 Cache，支持Intel Virtualization Technology、Intel Trust Execute Technology、Intel Enhanced SpeedStep Technology、Intel 64 Technology及Execute Disable Bit，每千颗单价分别为$ 266、$ 316及$ 530。

　　双核心方面，3款Wolfdale处理器包括Core 2 Duo E8200、 Core 2 Duo E8400及Core 2 Duo E8500将会同时上阵，核心频率分别为2.66GHz、3GHz及3.16GHz，支持 1333MHz FSB，内建6MB L2 Cache，支持Intel Virtualization Technology 、Intel Trust Execute Technology、 Intel Enhanced SpeedStep Technology、Intel 64 Technology及Execute Disable Bit，每千颗单价分别为$ 163、$ 183 及$ 266。

　　台主机板业者透露，根据Intel最新桌面处理器规划，由于2007年第四季仅发布1款45纳米处理器，而且为售价高昂的Core 2 Extreme系列，因此45纳米产品发布后首季，占Intel整体处理器出货量将不足2%。

　　其后在2008年第一季，由于45纳米效能级至高阶型号大军到位，因此45纳米产品占Intel整体桌面处理器出货将接近2成。2008年第二季，Intel将会推出入门级45纳米双核心，开始接替Core 2 Duo E4000 家族，预期出货比例将会提升至3成。

　　据Intel向主机板业者表示，45纳米处理器将会在2008年第三季迅速取代Intel Core 2 Duo E4000家族，预期45纳米产品在第三季所占桌面处理器比例将达5成以上，出现制程世代交替。

65纳米短期内仍是主力 预估明年Q3出现交替

 
65纳米仍是短期主力