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Intel第四代酷睿处理器Haswell首测

2013-06-19《微型计算机》测评室《微型计算机》2013年5月下

测试点评:

在理论性能测试中,Haswell处理器首先呈现给我们的就是在SiSoft ware Sandra的处理器算术性能测试,以及多媒体性能测试中,Core i74770K都以较为明显的优势领先其他对手。其重要的原因就在于它对AVX 2.0指令集、FMA3指令集提供了支持。从测试子项目可以看到,AVX 2.0指令集大幅提升了Haswell处理器的整数运算性能,其多媒体整数性能达到383.44MPixel/s,而Core i7 3770K的多媒体整数性能仅有270MPixel/s,领先幅度达42%;其多媒体浮点性能则在FMA3指令集的帮助下提升到371.44MPixel/s,较Core i7 3770K也有17%的领先。后的综合测试评估显示,Core i7 4770K的多媒体处理器性能已超越顶级产品Core i7 3960X,位居首位。当然,需要注意的是,要想发挥出Haswell如此巨大的运算性能,需要软件对AVX 2.0、FMA3等指令集也提供优化与支持。

另一个值得注意的结果在于,Core i7 4770K处理器在缓存与内存带宽测试项目中有明显的提升,特别是在测试子项大。目中,一级数据缓存带宽相对于Core i73770K有72%的巨大提升。显然这得益于Haswell架构加倍了一级数据缓存的每周期读写能力,并增加了二级缓存TLB单元的共享缓存。

而在其他基于应用、科学运算的常用性能测试中,不论是面对Ivy Bridge还是Sandy Bridge,Core i7 4770K的领先幅度都不是特别大。唯一的例外是,在CINEBENCHR11.5这种可调用所有线程的多线程运算软件中,Core i7 4770K较Core i7 3770K有7.3%的领先。原因很简单,绝大部分软件并没有对AVX 2.0与FAM3进行过优化,因此在这样的测试与应用中,Has well只能依靠像8发射口设计、改善的缓存与超线程运行能力,以及更强的并行指令执行能力等等这些着重提升多线程性能的微架构改进来获得性能进步。此外值得注意的是,在反映处理器单核性能的Super Pi测试中,Core i7 4770K是当中完成运算速度快、耗时少的产品。这显示出,在经过几代的进化后,主流酷睿处理器的单核性能已有不小的进步,在面对以Sandy Bridge-E这类老核心打造的顶级处理器时,具备一定优势。

需要说明的是,可能由于所用处理器与主板是工程样品的缘故,在内存带宽测试、处理器加密性能测试中,Core i74770K还出现了原因不明的大幅下降,落后于不少对比产品,我们将在后续获得正式版产品后,再做验证。

多线程性能提升显著 处理器应用性能测试

测试点评:

从表2可以看到,由于当前大部分应用软件并未对AVX 2.0、FMA3新指令集提供支持,因此在大部分测试中,其结果与Super Pi、wPrime测试类似,Core i7 4770K仅以较小的优势领先Corei7 3770K。而在占用线程数较少,往往只使用1~6个线程的Media Converter转码、Photoshop图片处理等应用中,两款主流级Core i7处理器还凭借单核心性能更强的优势 ,在测试中战胜Core i7 3960X。

整个测试中,大的亮点在于Core i7 4770K的3ds Max 2012玻璃马渲染时间居然比Core i7 3770 K减少了足足50秒。在这个应用中,Core i7 4770K相对Core i7 3770K具备极大的优势。我们知道这两款处理器具备几乎完全相同的基本频率与睿频频率,而3ds Max 2012渲染又是一个可以100%调用处理器所有线程、令处理器处于满负荷状态下的高强度应用。因此出现这样的测试结果只能说明,Core i7 4770K处理器的架构设计具备优势,这进一步证明Haswell处理器微架构主要改善了多线程性能,处理器的超线程工作效率大大提升。

变化不大 处理器游戏性能测试

测试点评:

从表3来看,由于决定游戏性能的主要因素在于显卡,因此在将Core i7 3770K处理器升级为Core i74770K后,Haswell平台的游戏性能也没有得到明显增加,两个平台的游戏平均运行帧速几乎在1fps之内。因此,对于主要以游戏应用为主的玩家来说,如果已经购买了Core i7 3770K、Core i7 3770等高端产品,那么就没有升级Haswell的必要。

游戏体验中,我们还发现了一个值得关注的现象,即便是《孤岛危机3》、《战地3》这些使用各种高新技术的重量级3D游戏,往往多也只会调用6个线程。因此凭借更强的单核性能、更高的工作频率,Core i7 4770K、Core i7 3770K这些核心数不多的主流级产品,反而拥有更好的处理器游戏性能,而Core i7 3960X这样的6核心顶级产品却在不少游戏测试中大幅落败。所以就目前游戏发展现状来看,四核心的Core i7处理器就能完全满足游戏玩家对性能的需求。

差距仍在多线程性能 3.5GHz同频性能对比测试

测试点评:

从关闭睿频功能、将频率锁定在3.5GHz下的同频测试中(表1),可以看到,在保持频率完全一致的情况下,Haswell核心在这几个性能测试中,仍能全面领先于Ivy Bridge核心,但领先幅度则有高有低。在反映处理器单核性能的Super Pi一百万位测试中,Core i74770 K只比Core i7 3770 K缩短了不到0.2s,性能领先幅度仅1.6%。而在可以调动所有处理器运算线程的CINEBENCHR 11. 5渲染性能测试里,运算性能则提升了8.2 % 。所以,该测试不仅显示出Haswell核心具备更高的运算性能,更再次证明在多核心、多线程应用中,Haswell处理器的优势才能得到明显体现。

理论性能提升明显 处理器性能测试

理论性能提升明显 处理器性能测试

理论性能提升明显 处理器性能测试

理论性能提升明显 处理器性能测试

理论性能提升明显 处理器性能测试

理论性能提升明显 处理器性能测试

理论性能提升明显 处理器性能测试

理论性能提升明显 处理器性能测试

提升显著 HD Graphics 4600测试

测试点评:

架构的改进、执行单元数量的增加的确给HD Graphics 4600带来了令人满意的测试结果。在3D游戏性能测试中,它的测试结果不仅明显超过了其上一代顶级核芯显卡HD Graphics 4000,更拥有非常接近AMD强集成显卡Radeon HD 7660D(集成在AMDA10系列APU中)的实力,其性能大致相当于450元级Radeon HD 6570独立显卡的80%~86%。虽然对于购买Core i5、Core i7的大部分台式机用户来说,更倾向于选择独立显卡,很难有机会使用属于GT2版本的HD Graphics 4600核芯显卡。但HD Graphics 4600核芯显卡在3D性能方面的优秀表现,则意味着技术规格翻倍的GT3系列显示核心,将很可能具备超越不少独立显卡的性能。因此在移动运算领域,英特尔集成显卡将大显身手,具备夺占更大市场份额的潜力。

同时,得益于对OpenCL1.2技术规范的支持,在Photoshop CS6两种滤镜效果处理中,HD Graphics4600也表现出了更好的通用运算加速性能,所用时间短。而其Quick Sync Video技术也发挥出一贯的威力,在转码测试中拔得头筹。稍有不足的是,可能由于对软件支持度不佳的缘故,在musemage图形处理性能测试中,两款核芯显卡的通用运算能力并未得到发挥,表现位居末位。

功耗优势明显 功耗与温度测试测试点评:从表4可以看到,更成熟的22nm 3D晶体管生产工艺,Haswe ll核心与L 3缓存、环形总线的供电分离设计,以及集成电压调节器对各个电压区域更精确的控制令处理器功耗得到了明显降低。在待机状态下,Haswell平台的系统功耗比Ivy Brige平台有6W的降低,而在满载状态下的效果则更加明显。运行CPU OCCT拷机测试时,Haswell平台的系统功耗比Ivy Brige平台少了足足25W。毫无疑问,更高的能耗比也是英特尔敢将Haswell定级为“Tock”的原因之一。

不过在发热量控制上,Haswell架构显然没有得到明显改善。在使用海盗船H100水冷散热器,运行CPU OCCT拷机测试10分钟时,处理器四颗核心中的工作温度均突破60℃。我们分析,原因在于Haswell处理器晶体管数量相对于Ivy Bridge并未得到降低,而且内部还新增了FIVR电压调节器及配套元器件,这也预示着Haswell的超频性能可能并不会令人太满意。

延续高热密度 Haswell超频测试

测试点评:

从方法上来看,由于英特尔在Haswell上引入了RCR技术,解除了外频锁定状态,增加了125MHz和167MHz两个设定点,因此对Corei 74770K的超频设置非常简单。测试中,我们只是将处理器核心电压上调到1.3V、外频上调到127MHz,倍频小幅增加到×37,处理器频率即提升到4.7GHz左右,并可完成CINEBENCH R11.5、wPrime32M等多个测试,成绩已接近Core i7 3960X,具备较高的稳定性。

那么能否继续增加Core i7 4770K的频率,在更高的频率下稳定使用呢?答案是很难,因为处理器在4.7GHz下就已经很热了。通过OCCT监控软件,可以看到,在运行CINEBENCH R11. 5这不到3分钟的运算过程中,加压超频后的处理器温度上升显著,其中三颗核心的温度均已突破90℃。因此由Ivy Bridge带来的热密度高的问题并未在Hawell上得到解决,甚至因为FIVR电压调节器集成的缘故有愈演愈烈的趋势。所以就普通散热条件下的超频能力来看,Haswell处理器核心没有进步。如超频后想长期使用,玩家好将频率控制在4.5GHz以内,电压降低到1.25V以内。

得失兼具合格的“Tock”年产物

用“得失兼具”来形容Haswell在此次测试中的表现,我们认为是再合适不过的词语。一方面这款贴有“TOCK”标签的新一代处理器的确在不少测试中带来了性能大幅增长,在支持AVX2.0、FMA3 指令集的测试中,它相对于Ivy Bridge处理器有高突破40%的性能提升幅度。而微架构的改进,也为其多线程性能带来了明显的进步——一帧画面的3ds Max渲染时间就能缩短50s,这对于高端商业用户、发烧友显然具备极高的吸引力。HD Grapchics 4600核芯显卡的卓越表现,也令英特尔台式机平台的整合图形性能第一次具备非常接近竞争对手的实力。因此对于一款“Tock ”年产物,Haswell的表现是合格的。

然而,由Ivy Bridge带来的热密度高、发热量高问题在Haswell上并未得到改善。此外,尽管它在一些测试中的表现非常优秀,但要么需要软件支持AVX2.0、FMA3等新一代指令集,要么需要像3ds MAX这样,具备可以调动所有线程的能力,但这样的软件在消费级领域并不普遍,因此要体验Haswell的性能潜力还需要一定的时间。不过需再次强调的是,本次测试中所用CPU、主板均为工程版产品,并不一定能100%地准确反映Haswell平台的完全性能,正式版产品是否会有更好的表现呢?请关注MC评测室后续为您带来的更多精彩报道。

表4:功耗测试 处理器满载系统功耗 待机功耗

在使用水冷散热器的情况下,运行10分钟CPU OCCT拷机测试后,处理器四颗核心的温度也均突破了60℃。
在使用水冷散热器的情况下,运行10分钟CPU OCCT拷机测试后,处理器四颗核心的温度也均突破了60℃。

加压超频后,处理器温度上升显著,运行CINEBENCH R11.5时,三颗核心的温度均已突破90℃。
加压超频后,处理器温度上升显著,运行CINEBENCH R11.5时,三颗核心的温度均已突破90℃。

这是一份来之不易的情报,由本刊编辑部中的“007”历经千辛万苦获得;这,是一份价值极高的情报,Intel新绝密武器——一第四代酷睿处理器的技术详解、性能全方位测试它都一一包含;这,就是在2013年受DIY玩家期待、为关注的Haswell处理器抢先测试。 
超频到4.7GHz后,处理器的性能获得了比较明显的提升,接近Core i7 3960X。

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