酷睿i7

歷代酷睿i7 LOGO(7張)

Intel官方正式確認，基於全新Nehalem架構的新一代桌面處理器將沿用“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。Nehalem曾經是Pentium 4 3.06GHz版本的代號。Core i7的名稱並沒有特別的含義，Intel表示取i7此名的原因只是聽起來悦耳，“i”的意思是智能（intelligence的首字母），而7則沒有特別的意思，更不是指第7代產品。而Core就是延續上一代Core處理器的成功，有些人會以“愛妻”暱稱之。官方的正式推出日期是2008年11月17日。早在11月3日，官方己公佈相關產品的售價，網上評測亦陸續被解封。

Core i7處理器系列將不會再使用Duo或者Quad等字樣來辨別核心數量。最高級的Core i7處理器配合的芯片組是Intel X58。Core i7處理器的目標是提升高性能計算和虛擬化性能。所以在電腦遊戲方面，它的效能提升幅度有限。另外，在64位模式下可以啓動宏融合模式，上一代的Core處理器只支持32位模式下的宏融合。該技術可合併某些X86指令成單一指令，加快計算週期。

Core i7於2010年發表32納米制程的產品，Intel表示，代號Gulftown的i7將擁有六個實體核心，同樣支持超線程技術，並向下支持X58性價比。

英特爾首先會發布三款Intel Core i7處理器，主頻分別為3.2GHz、2.93GHz和2.66GHz。主頻為3.2GHz的屬於Intel Core i7 Extreme，處理器售價為999美元，當然這款頂級處理器面向的是高端消費者。而頻率較低的2.66GHz的定價為284美元，約合1940元人民幣，面向的是入門級用户。Intel於2008年11月18日發佈了三款Core i7處理器，分別為Core i7 920、Core i7 940和Core i7 965。

而從英特爾技術峯會2008（IDF2008）上英特爾展示的情況來看，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，結果很驚人。渲染開始後，四顆核心的八個線程同時開始工作，僅僅19秒鐘後完整的畫面就呈現於屏幕上，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才勉強超過15000分，不到core i7的3分之一。core i7的超強實力由此可見一斑。

第四代Corei7將於2013的Q3發佈。Core i7 49XX系列是屬於Ivy Bridge-E，不屬於Haswell。詳情請見Haswell。

2018年1月，AnandTech 曝光了英特爾超頻網頁上一款名叫 酷睿 i7-8809G 的處理器，其採用了四核 / 八線程的設計，主頻為 3.1GHz 。 ^[1] 

另：Nehalem相對於65nm產品有着如下幾個最重要的新增功能。

1、14nm工藝Skylake架構

2、處理器內部不再集成電壓調節器

3、同時支持DDR4和DDR3L的雙通道內存

4、採用ringbus物理尋址方式

5、採用LGA 1151全新接口 ^[2] 

基於Nehalem架構

“Lynnfield”（45nm）

CPU支持：MMX, SSE, SSE2, SSE3, SSSE3, SSE4.1, SSE4.2, EIST, Intel 64, XD bit, TXT, Intel VT-x, Intel VT-d, Hyper-threading, Turbo Boost, Smart Cache.

Core i7-875K不支持Intel TXT and Intel VT-d

Core i7-875K開放倍頻

晶體管數量：7.74億

核心面積：296平方毫米

“Bloomfield”（45nm）

CPU支持：MMX, SSE, SSE2, SSE3, SSSE3, SSE4.1, SSE4.2,EIST, Intel 64, XD bit , Intel VT-x, Hyper-threading, Turbo Boost, Smart Cache.

晶體管數量：7.31億

核心面積：263平方毫米

基於Westmere架構

“Gulftown”（32nm）

CPU支持： MMX, SSE, SSE2, SSE3, SSSE3, SSE4.1, SSE4.2, EIST, Intel 64, XD bit, Intel VT-x, Hyper-threading, Turbo Boost,AES-NI, Smart Cache.

Core i7-980X和990X兩款開放倍頻

晶體管數量：11.7億

核心面積：239平方毫米

“Sandy Bridge”（32 nm）

CPU支持： MMX, SSE, SSE2, SSE3, SSSE3, SSE4.1, SSE4.2, AVX, EIST, Intel 64, XD bit, Intel VT-x, Hyper-threading, Turbo Boost, AES-NI, Smart Cache.

帶S的處理器有着較低的TDP

帶K的處理器開放倍頻

帶K的處理器不支持Intel TXT, Intel VT-d, vPro.

晶體管數量：11.6億

核心面積：216平方毫米

“Sandy Bridge-E”（32 nm）

CPU支持： MMX, SSE, SSE2, SSE3, SSSE3, SSE4.1, SSE4.2, AVX, EIST, Intel 64, XD bit, TXT, Intel VT-x, Intel VT-d, Hyper-threading, Turbo Boost, AES-NI, Smart Cache, Intel Insider.

晶體管數量：22.7億

核心面積：435平方毫米

兩款型號均開放倍頻，無核心顯卡

“Ivy Bridge”（22nm）

CPU支持：MMX, SSE, SSE2, SSE3, SSSE3, SSE4.1, SSE4.2, EIST, Intel 64, XD bit, TXT, Intel VT-x, Intel VT-d, Hyper-threading, Turbo Boost, Smart Cache.

Core i7-3770 鎖倍頻

Core i7-3770K開放倍頻

晶體管數量：14.8億

核心面積：159.8平方毫米

核心代號：“Clarksfield”（45 nm）

CPU支持：MMX, SSE, SSE2, SSE3, SSSE3, SSE4.1, SSE4.2, EIST, Intel 64, XD bit, TXT, Intel VT-x, Intel VT-d, Hyper-threading, Turbo Boost, Smart Cache.

FSB被DMI替代

晶體管數量：7.74億

核心面積：296 平方毫米

i7-920XM和940XM兩款開放倍頻

“Arrandale”（32 nm）

CPU支持：MMX, SSE, SSE2, SSE3, SSSE3, SSE4.1, SSE4.2, EIST, Intel 64, XD bit , TXT, Intel VT-x, Intel VT-d, Hyper-threading, Turbo Boost, AES-NI, Smart Cache.

FSB被DMI替代

晶體管數量：3.82億

核心面積： 82 平方毫米

圖形核心與集成內存控制器晶體管數量：1.77億

圖形核心與集成內存控制器核心面積：114平方毫米

Core i7-610E,620UE,620LE,660UE支持ECC內存

“Sandy Bridge”（32 nm）

CPU支持：MMX, SSE, SSE2, SSE3, SSSE3, SSE4.1, SSE4.2, AVX,EIST, Intel 64, XD bit , TXT, Intel VT-x, Intel VT-d, Hyper-threading, Turbo Boost, AES-NI, Smart Cache.

Core i7-2610UE, 2655LE不支持XD bit

Core i7-2610UE,2655LE支持ECC內存

晶體管數量：6.24億

核心面積：149平方毫米

我們知道，Core 2 Quad系列四核處理器其實是把兩個Core 2 Duo處理器封裝在一起，並非原生的四核設計，通過狹窄的前端總線FSB來通信，這樣的缺點是數據延遲問題比較嚴重，性能並不盡如人意。

Core i7則採用了原生多核心設計，採用先進的QPI（QuickPathInterconnect，下面將進行介紹）總線進行通訊，傳輸速度是FSB的5倍。

緩存方面也採用了三級內含式Cache設計，L1的設計和Core微架構一樣；L2採用超低延遲的設計，每個內核256KB；L3採用共享式設計，被片上所有內核共享，容量為4-20MB。

Core i7的Nehalem架構最大的改進在前端總線（FSB）上，傳統的並行傳輸方式被徹底廢棄，轉而採用基於PCIExpress串行點對點傳輸技術的通用系統接口（CSI），被Intel稱為QuickPath。QuickPath的傳輸速率為6.4Gbps，這樣一條32bit的QuickPath帶寬就能達到25.6GB/sec。QuickPath的傳輸速率是FSB1333MHz的5倍，前者雖然數據位寬較窄，但傳輸帶寬仍然是後者的2.5倍。由於分別用於雙處理器和單處理平台，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，並逐漸在高性能運算領域建立優勢之後，Intel也迎頭趕上。若干年前，關於串行傳輸將一統天下的預言已經變成了現實，我們所要等待的是串行內存何時重返市場。

內存控制器相信大家不會感到陌生，競爭對手AMD早在K8時代CPU已經集成了內存控制器，能大幅提升內存性能，而Intel方面則表示由於時機還不合適，因此沒有在Core2中使用，最新的Corei7終於擁有集成內存控制器IMC（IntegratedMemoryController），可以支持雙通道的DDR3內存，運行在DDR3-1333，內存位寬從128位提升到192位，這樣總共的峯值帶寬就可以達到32GB/s，達到了Core2的2-4倍。處理器採用了集成內存控制器後，它就能直接與物理存儲器陣列相連接，從而極大程度上減少了內存延遲的現象。

超線程技術（Hyper-Threading），最早出現在130nm的Pentium4上，超線程技術就是利用特殊的硬件指令，把兩個邏輯內核模擬成兩個物理芯片，讓單個處理器都能使用線程級並行計算，進而兼容多線程操作系統和軟件，減少了CPU的閒置時間，提高的CPU的運行效率。超線程技術使得Pentium4單核CPU也擁有較出色的多任務性能，通過改進後的超線程技術再次迴歸到Corei7處理器上，新命名為同步多線程技術（SimultaneousMulti-Threading，SMT）。

同步多線程（SimultaneousMulti-Threading，SMT）是2-way的，每核心可以同時執行2個線程。對於執行引擎來説，在多線程任務的情況下，就可以掩蓋單個線程的延遲。SMT功能的好處是隻需要消耗很小的核心面積代價，就可以在多任務的情況下提供顯著的性能提升，比起完全再添加一個物理核心來説要划算得多。比起Pentium4的超線程技術（Hyper-Threading），Corei7的優勢是有更大的緩存和更大的內存帶寬，這樣就更能夠有效的發揮多線程的作用。按照INTEL的説法，Nehalem的SMT可以在增加很少能耗的情況下，讓性能提升20-30%。

為什麼Core2沒有使用SMT？很顯然，它是可以做到的。SMT是在節省電力的基礎上增加了性能，而且軟件支持的基礎建設也早就有了。有2個可能的原因：一是Core2可能沒有足夠的內存帶寬和CPU內部帶寬來利用SMT獲得優勢。通常，SMT能夠提升內存級並行（memorylevelparallelism，MLP），但是對於內存帶寬已經成為瓶頸的系統則是個麻煩。而更有可能的原因則是SMT的設計、生效等是很麻煩的，而當初設計SMT是由INTEL的Hillsboro小組主持，而並非是Haifa小組（Core2是由這個小組負責的）。這樣Core2不使用SMT就避免了冒險。

睿頻加速（Turbo Boost）是基於Nehalem架構的電源管理技術，通過分析當前CPU的負載情況，智能地完全關閉一些用不上的核心，把能源留給正在使用的核心，並使它們運行在更高的頻率，進一步提升性能；相反，需要多個核心時，動態開啓相應的核心，智能調整頻率。這樣，在不影響CPU的TDP情況下，能把核心工作頻率調得更高。

舉個簡單的例子，如果遊戲只用到一個核心，睿頻加速就會把其他三個核心自動關閉，把正在運行遊戲的那個核心的頻率提高，也就是自動超頻，在不浪費能源的情況下獲得更好的性能。Core2時代，即使是運行只支持單核的程序，其他核心仍會全速運行，得不到性能提升的同時，也造成了能源的浪費。

睿頻加速默認是開啓的，通過自動調高CPU的倍頻提高性能。在Intel原廠X58主板上，低負載時默認調高1-2個倍頻。例如Corei7920默認頻率為2.66G，在TurboBoost默認是開啓的情況下，運行SuperPI是以單核2.8G來跑，這樣單線程性能也就得到提升。

超頻愛好者也許會想到，TurboMode自動提升的那個頻率可以手動調整嗎？如果可以，不就能利用它進行超頻嗎？答案是可以的，只要是ExtermeEditionCPU，就可以手動調整，好好利用，新的超頻方式從此誕生。

cpu-z 截圖(3張)

Lynnfield Core i7/i5首次引入了智能動態加速技術“Turbo Boost”(睿頻)，能夠根據工作負載，自動以適當速度開啓全部核心，或者關閉部分限制核心、提高剩餘核心的速度，比如一顆熱設計功耗(TDP)為95W的四核心處理器，可能會三個核心完全關閉，最後一個大幅提速，一直達到95W TDP的限制。

現有處理器都是假設一旦開啓動態加速，就會達到TDP限制，但事實上並非如此，處理器不會立即變得很熱，而是有一段時間發熱量距離TDP還差很多。

SNB利用這一點特性，允許單元控制單元(PCU)在短時間內將活躍核心加速到TDP以上，然後慢慢降下來。CPU會在空閒時跟蹤散熱剩餘空間，在系統負載加大時予以利用。處理器空閒的時間越長，能夠超越TDP的時間就越長，但最長不超過25秒鐘。

不過在穩定性方面，cpu不會允許超過任何限制。

之前我們也已經説過了，SNB GPU圖形核心也可以獨立動態加速，最高可達驚人的1.35GHz。如果軟件需要更多CPU資源，那麼CPU就會加速、GPU同時減速，反之亦然。

完整的SSE4(StreamingSIMDExtensions4，流式單指令多數據流擴張)指令集共包含54條指令，其中的47條指令已在45nm的Core2上實現，稱為SSE4.1。SSE4.1指令的引入，進一步增強了CPU在視頻編碼/解碼、圖形處理以及遊戲等多媒體應用上的性能。其餘的7條指令在Corei7中也得以實現了，稱為SSE4.2。SSE4.2是對SSE4.1的補充，主要針對的是對XML文本的字符串操作、存儲校驗CRC32的處理等。

酷睿i5處理器是英特爾的一款產品，是Intel Core i7的派生中低級版本，同樣基於Intel Nehalem微架構。與Core i7支持三通道存儲器不同，Core i5只會集成雙通道DDR3存儲器控制器。另外，Core i5會集成一些北橋的功能，將集成PCI-Express控制器。接口亦與Core i7的LGA 1366不同，Core i5採用全新的LGA 1156。處理器核心方面，代號Lynnfiled，採用45納米制程的Core i5會有四個核心，不支持超線程技術，總共僅提供4個線程。L2緩衝存儲器方面，每一個核心擁有各自獨立的256KB，並且共享一個達8MB的L3緩衝存儲器。

芯片組方面，會採用Intel P55（代號：IbexPeak）。它除了支持Lynnfield外，還會支持Havendale處理器。後者雖然只有兩個處理器核心，但卻集成了顯示核心。P55會採用單芯片設計，功能與傳統的南橋相似，支持SLI和Crossfire技術。但是，與高端的X58芯片組不同，P55不會採用較新的QPI連接，而會使用傳統的DMI技術。接口方面，可以與其他的5系列芯片組兼容[2]。它會取代P45芯片組。

酷睿i3處理器是英特爾的首款CPU+GPU產品，基於Intel Westmere微架構。與Core i7支持三通道存儲器不同，Core i3只集成雙通道DDR3存儲器控制器。另外，Core i3集成了一些北橋的功能，將集成PCI-Express控制器。接口亦與Core i7的LGA 1366不同，Core i3採用了全新的LGA 1156。處理器核心方面，代號Clarkdale，採用32納米制程的Core i3有兩個核心，支持超線程技術。L3緩衝存儲器方面，兩個核心共享4MB。Core i3已於在2010年年初推出。

芯片組方面，採用Intel P55，P57（代號：IbexPeak）。它除了支持Lynnfield外，還支持Havendale處理器。後者雖然只有兩個處理器核心，但卻集成了顯示核心。P55採用單芯片設計，功能與傳統的南橋相似，支持SLI和Crossfire技術。但是，與高端的X58芯片組不同，P55不採用較新的QPI連接(因為I3處理器將PCI-E和內存控制器集成在CPU中了，還是用QPI連接，只不過外部是用DMI與單芯片P55連接)，而使用傳統的DMI技術。接口方面，可以與其他的5系列芯片組兼容。