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Core i7到底有多快? (上)
新一代的處理器到底有多強,最簡單的方法當然是和上一代直接對比。除此之外,再度復活的超執行緒技術,以及內建記憶體控制器的設計,會對實際效能有什麼影響呢?電腦王就針對這兩個重點,調整部份的測試項目,希望能完全測出它的效能。
【文/張方至】

除了跟四核心做比較,最高階的雙核心也抓進來對打

新一代的處理器到底有多強,最簡單的方法當然是和上一代直接對比。除此之外,再度復活的超執行緒技術,以及內建記憶體控制器的設計,會對實際效能有什麼影響呢?電腦王就針對這兩個重點,調整部份的測試項目,希望能完全測出它的效能。

在Core 2 Quad四核心產品的效能已經大幅領先對手之際,Intel更上層樓,推出採用革命性全新架構的Core i7處理器。由前一篇文章即可得知,如果先不計處理器內部執行架構的細部差異,Core i7平台至少有兩大最顯著的特色:把記憶體控制器從北橋晶片移至處理器,以及在處理器中加入超執行緒技術。從理論上來說,這兩項改良點都可以提昇效能,除此之外,採用新架構的內核也將是一個重點,畢竟就電晶體的成本效率來說,Core i7每顆核心所占的die size與電晶體數量,都比Core 2 Quad還多,在同時脈的條件下,Core i7的效能更應該要大幅勝出,才符合次世代新架構的產品訴求。

重新規劃的測試項目

測試平台與軟體環境
CPU Intel Core i7 965 Extreme Ed.
Intel Core i7 920 2.66GHz
Intel Core 2 Extreme QX9770
Intel Core 2 Extreme QX9650
Intel Core 2 Duo E8600
主機板 Intel DX58SO
ASUS P5Q3 Deluxe
記憶體 金士頓DDR3-1333 1GBx3
Elixir DDR3-1600 2GBx2
顯示卡 MSI GeForce 9800GTX
硬碟 Seagate Barracuda 7200.11 1TB
電源供應器 曜越500W
散熱裝置 Intel原廠散熱器
作業系統 Vista Ultimate Edition x64
顯示驅動程式 ForceWare 178.15

電腦王已經建構一套處理器的標準測試流程,並使用在每一次的專題文章當中。畢竟Core i7是一款新產品,不論是架構或者特色都有重大改變,因此有必要利用這個機會,再針對這部份進行檢討與規劃,以下就是我們考量的重點。

首先將作業系統從原本的XP Professional,更換成Vista x64版本,理由是支援度較廣,而且系統記憶體可無痛擴充至4GB以上,比較符合可能的未來潮流。另外某些新遊戲必須在Vista中執行,才能體驗到DirectX 10的畫面品質與特效。雖然連筆者本身也不太適應Vista的操作介面,還是因為這些原因,將這次測試平台的作業系統做更換。

畢竟Core i7擁有四個實體核心、八執行緒,在測試軟體的部份,首要挑選目標當然就是支援多執行緒,而且越多越好。但很遺憾地,即使是目前的最新遊戲,雖然標榜支援多核心,也在遊戲畫面開頭建議搭配Core 2 Quad處理器,但是經過實測發現它卻無法完整利用多核心,甚至CPU使用率還跟單執行緒程式差不多,算是目前多數電腦遊戲的普遍現象。所以在遊戲部份,還是選擇熱門、系統需求高、標榜有支援多核心的作品。例如本次所選用的刺客教條(Assassin's Creed),就是以遊戲畫面精細,且支援DirectX 10的有名作品,並在今年台北國際電腦展的Intel攤位中,當成展示Core i7平台的軟體。惡魔獵人4(Devil May Cry 4)則是號稱可以支援多核心處理器,並在開頭畫面幫Intel四核心處理器做廣告,因此也當成本次的測試項目。至於衝突世界(World In Conflict)則繼續沿用,理由是在搭配不同的處理器時,測試成績會有顯著差異,同樣的道理,Crysis雖然是高負荷的遊戲作品,但處理器所造成的效能差距太小,參考價值不高故移除之。

選擇64位元的測試軟體

既然已經改成64位元作業系統,除了能讓4GB以上的記憶體得以有效利用以外,要是也使用支援64位元運算環境的軟體進行測試,就更符合實際意義了。可惜的是,可能是因為XP Professional x64在市場上較少見,加上有些人不想升級Vista,造成目前64位元作業系統尚未普及,個人電腦都還是以32位元為大宗,連帶為64位元所設計的程式非常少,幾乎都集中在大型的專業軟體上,一般軟體發展並不成熟。因此在本次測試中,我們只採用三款原生64位元的應用程式,分別是PCMark Vantage、Cinebench R10、Windows Media Encoder,算是美中不足之處。

其他測試程式也分別遵循「能支援多執行緒」,以及「免費軟體優先」的大原則,例如WinRAR、Windows Media Encoder等等,希望能完整測出多執行緒Core i7的真正潛力,也能兼顧一般的實用性。總括說來,本次的測試項目共包括記憶體效能、3D遊戲、壓縮與轉檔、繪圖與渲染四大項。

測試軟體與詳細設定
大分類 測試軟體 細節與方法
3D遊戲 3DMark Vantage 完整執行P模式
刺客教條 搭配Fraps軟體,行走某段路期間的FPS,測量三次並平均之
惡魔獵人4 執行內建之測試程式,再平均各項的FPS
衝突世界 執行內建之測試程式
壓縮與轉檔 TMPGEnc 4 將長度46:45的WMV檔,轉成DVD標準格式
WinRAR 執行內建之效能測試程式
WMEncoder x64 將1280x720 8000Kbps WMV,轉成1280x720 2000Kbps WMV
VirtualDub 將1280x720的MPG檔,轉成1280x720 2000Kbps的Divx檔
繪圖與渲染 Cinebench R10 執行內建之效能測試程式
Mandelbrot 3.31 執行內建之效能測試程式
記憶體效能 Everest 執行Memory測試項目
PCMark 05 執行Memory測試項目
PCMark Vantage x64 執行Memory測試項目
WinRAR 執行內建之效能測試程式

許多遊戲即使標榜支援多核心,但實際上的CPU使用率並不高。

算不上震撼性的超前

兩年多前Intel發表Core 2 Duo系列,就如同包裝盒上所寫的廣告詞:「Revolutionary Performance」,即使在時脈較低的情況下,還能同時給自家產品與對手重重一擊,帶來革命性的全面領先。如今Core i7發表後,是否還能重演當年的戲碼,再出現大幅成長與進步呢?事實上,根據目前的測試並非如此,也許可以歸咎給程式尚未最佳化。或是因為當年Core 2的成功,讓筆者期待太深,其實Core i7的效能有進步,也確定成為目前地球上最快的個人電腦處理器,但總是少了一些當年Core 2所帶給人的震撼。

3D遊戲意外成弱項

首先披露的測試結果,是一般使用者最在意的遊戲執行效能。很可惜地,Core i7除了在完全支援多執行緒的3DMark Vantage中領先以外,在這三款電腦遊戲中,效能卻些微落後現在的Core 2 Quad系列。雖然在一般情況下,這麼微小的差距完全不會對遊戲操作造成阻礙,不需計較這麼細。但就一款具有指標性,採用改良架構的新處理器來說,在3D遊戲中無法再將效能數字明顯提昇,可能較難打動正想購買新電腦的遊戲玩家,請它們多花一些金錢選擇較先進的Core i7處理器平台。

再進一步探究,影響遊戲整體效能的因素除了CPU以外,北橋與顯示卡也是很重要的一點。在新舊平台主機板與晶片組皆不同的情況下,不確定在Core i7的X58平台上有什麼新阻礙,如果主機板沒有bug,晶片組的性能也正常的話,只能把疑點轉回到CPU身上。Core i7最明顯的特色就是內建記憶體控制器,筆者想不出來這個設計對效能有什麼負面影響。其次是cache的層級與架構都不同,Penryn(Core 2 Quad)的L1、L2 cache latency是3、14 cycles,Nehalem(Core i7)的L1、L2、L3 latency則有些微差異,各是4、11、39 cycles。雖然L2 Cache的延遲降至11 cycles,但每個核心的容量只有256KB,雖然L3 8MB是共享,但是延遲卻大幅增加。若是遇到對多執行緒支援度不佳,又倚靠cache效能的遊戲來說,Core i7表現不如預期,似乎可以從這個角度來解釋。

影音轉檔漸顯優勢

本次選擇的這三款影音轉檔軟體,基本上都有支援到四核心,即使面對八執行緒的Core i7,尖峰的CPU使用率還是能夠衝到40∼50%左右,已經比執行遊戲時的20%左右好太多了,在這種情況下,已經漸漸能評量Core i7處理多執行緒的真正效能。領先最明顯的項目,就是宣稱對多核心最佳化,與支援SSE4指令集的DivX影音轉檔,最低階的Core i7 920甚至還比4.0GHz的Core 2 Quad還快,表現相當優異。

其次是重新針對多執行緒最佳化的Windows Media編碼器64位元版,因為它並未特別強調支援什麼指令集,轉檔的效率也不太好,筆者推測它並沒有使用到什麼新指令集做最佳化。結果Core i7在這個軟體中的表現中規中矩,Core i7 920的效能大約與QX9770相等,不過當QX9770超頻至4.0GHz時,就會嬴過最高階的Core i7 965EE 。

而TMPGEnc 4的轉檔過程,算是Core i7較不擅長的測試項目,測試內容是將WMV檔轉成DVD的標準格式,因此是用軟體內建的編解碼引擎進行工作。由測試圖表可以很輕易地發現,就算是以同時脈的條件下進行對比,Core i7的效能還是略遜一籌。針對這個結果,筆者推測很可能編解碼的引擎太過於老舊,架構簡單、短小精悍的Core 2 Quad較能占到優勢。其次筆者觀察到,在轉檔過程中的CPU使用率,算是這三款軟體中最低的,再加上Core i7如果關閉HT,在這項測試中的效能其實不降反升,所以也有可能是軟體不認識「四核心八執行緒」這麼複雜的邏輯CPU,造成運算資源的利用率不佳。

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