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自新一代P55平台亮相後,Core i5-750因為效能不錯,給大家帶來正面的印象。而憑藉著單晶片的設計,如果要比較整體平台的功耗,理論上P55平台會比較吃香。只不過理論歸理論,我們還是等待實測結果出爐後,才能再延伸到電力效率的議題。

CPU整合PCI-E控制器,北橋放假去

如果跟稍早X58平台的Bloomfield處理器相比,在P55新平台上的Lynnfield,除了記憶體控制器以外,還再把PCI-E x16的控制器,整合至處理器內部。這兩種控制器,剛好是傳統北橋最主要的功能,當這兩種功能都被處理器搶走時,便意味著北橋要失業了。

新舊處理器核心規格比較

代號 Lynnfield Bloomfield
腳座 LGA1156 LGA1366
產品型號 Core i5-7XX、Core i7-8XX Core i7-9XX
半導體製程 45nm 45nm
核心數 4 4
L2 cache 256KBx4 256KBx4
L3 cache 8MB 8MB
QPI控制器
記憶體控制器 雙通道DDR3 三通道DDR3
PCI-E x16控制器
架構 Nehalem Nehalem
晶片面積(die size) 296mm2 263mm2
電晶體數量 7.74億 7.31億

處理器核心功能區塊比較圖

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▲Bloomfield(LGA1366平台)處理器:因為PCI-E控制器內建於X58 IOH晶片,處理器內就不再重複。 ▲Lynnfield(LGA1156平台)處理器:跟Bloomfield很類似,但刪去QPI連結功能,與加入PCI-E控制器。

CPU內建北橋的優劣

將PCI-E、記憶體控制器,整合到處理器內的作法,其實有好有壞,但整體好處大於壞處。第一個好處是這兩種控制器,可以直接跟運算核心溝通,不必再經過效率不佳的外部通道,進而提昇運算效能。

第二個好處是降低整體平台的功耗。讀者可能想問,如果PCI-E、記憶體控制器的功能與電路都一樣,拆成獨立北橋晶片,或是包在處理器內,總功耗應該不會差很多。事實上,現在製造北橋晶片的半導體製程,多為65nm(Intel P45)或55nm(AMD 785G)。但是45nm製程,已經成為目前製造處理器的主流。如果電路相同、採用更先進製程的的話,理論上功耗會更低。

壞處則是讓製造成本增加,就拿這次的Lynnfield核心做例子:在整合PCI-E x16控制器後,不但電晶體數量增加4300萬個,幾乎多出一個初代Pentium 4(Willamette核心,4200萬個),而且die size也增加33mm2。雖然製造成本增加,不等於更高的價格,例如這次Intel就為了市場考量,Core i5的定價就很親和。但對廠商的製造成本來說,會比較不划算。

除此之外,如果今後廠商再將3D繪圖運算的功能,包在處理器中的話,也恐怕有強迫推銷之嫌。畢竟每個人對這方面的需求,彼此差異相當大,如果讓使用者依需求自由決定的話,會比較節省資源。不過在精簡系統晶片組的大方向中,這還是一個不得已的作為。

P55單晶片設計,TDP僅4.7W

當PCI-E、記憶體控制器都被處理器搶走後,剩下的功能就跟傳統南橋重疊了。P55晶片靠著DMI通道,跟處理器做連結。事實上,雖然「P55」這個型號很像北橋,而Intel稱它為PCH(Platform Controller Hub),但是它所具備的功能,卻跟南橋非常類似。如果從TDP規格來看,它只比傳統南橋還要高一點,也算符合它的功能內容。這也讓整體平台,因為晶片組而產生的功耗,得到大幅降低的情況。

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▲根據Intel原廠技術文件指出,P55 PCH晶片的TDP只有4.7W,只比傳統南橋晶片的4.5W略高。 ▲單從TDP規格來看,LGA1156平台的優勢相當明顯,比其他兩款舊平台少了50W左右。

Intel南北橋TDP規格比較圖

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▲因為P55是採整合型單晶片設計,跟南橋+北橋的傳統配置比起來,優勢相當明顯。(單位:W  ←越小越好) ▲如果跟傳統南橋作比較的話,P55晶片的TDP只比它們高一點。(單位:W  ←越小越好)

效能比LGA775平台還高,功耗呢?

根據之前的測試,LGA1156比LGA775平台還要快,已經是一件不爭的事實。但是依照一般的觀念而言,效能越快,功耗也會隨之增加。但是LGA1156平台的晶片組,經過一番精簡,從規格與理論上來看,功耗會因此大幅降低。再以「電力效率」的角度來觀察,因為處理器的半導體製程都是45nm,LGA1156平台比較快,要是功耗稍微增加,算是正常現象。如果功耗跟LGA775舊平台持平,甚至更低的話,就值得讓人稱讚了。

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▲Core i5-750處理器本體。它的效能已經可以完勝同價位的舊產品。 ▲Core i7-860處理器本體。本次測試是採用更高階,時脈更高的Core i7-870。

測試平台配備

處理器 Intel Core i5-750 2.66GHz
Intel Core i7-870 2.93GHz
Intel Core i7-920 2.66GHz
Intel Core 2 Quad Q9550 2.83GHz
AMD Phenom II X4 965 3.40GHz
主機板 華碩P7P55D(Intel P55)
華碩P6T Deluxe(Intel X58)
技嘉P35C-DS3R(Intel P35)
技嘉MA790X-DS4(AMD 790X)
記憶體 Patriot DDR3-1066 2GBx2
Kingston DDR3-1333 1GBx3
UMAX DDR2-800 2GBx2
顯示卡 EVGA GTX 275
硬碟 Seagate Barracuda 7200.11 1TB
電源供應器 In Win 750W
作業系統 Windows 7 Ultimate x64
顯示卡驅動程式 ForceWare 190.62
顯示器 EIZO FlexScan S2001W

處理器電壓設定

型號 電壓
Core i5-750 2.66GHz 自動(1.200V)
Core i7-870 2.93GHz 自動(1.184V)
Core i7-920 2.66GHz 自動(1.200V)
Core 2 Quad Q9550 2.83GHz 自動(1.152V)
AMD Phenom II X4 965 3.40GHz 自動(1.376V)

功耗實測:整體平台

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功耗測試:單處理器

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編輯觀點:功耗些微增加,還是值得

毫不意外地,LGA1156的平台功耗,明顯比LGA1366低了一大段距離。而AMD則因為處理器功耗太高,讓整體平台也被連累。如果跟上一代LGA775平台相比,LGA1156的功耗稍微高了一點,主因是45nm製程Core 2 Quad處理器的功耗非常低。Core i5在提昇核心性能的情況下,對功耗做了極輕微的犧牲,基本上都在誤差範圍之內。如果處理器電壓都固定成1.2V的話,也許會得到雙方相同的情況。

雖然LGA1156平台靠著採用P55整合型單晶片的優勢,讓TDP數字降低很多。但是這些晶片組的TDP規格,都是極端滿載、高負荷下的數值。在一般情況很難達到的前提下,LGA1156平台的這項優勢,似乎就沒有想像中這麼明顯了。

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4.  何大偉 (發表於 2009年9月21日 20:50)
有一位大學教授說 未來主機板上大部分的元件都會作在cpu上
整合式的晶片 主機板將變很小 直得大家期待吧!!!
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5.  wellss (發表於 2009年9月22日 00:29)
i3 是將顯示整合的晶片,這是免不了的驅勢
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6.  astrajen (發表於 2009年10月18日 17:54)
目前用雙chip單一封裝,VGA+CPU因為現階段兩者的製程不同
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8.  V怪客 (發表於 2010年9月07日 13:41)
回應4F所寫"整合式的晶片",其實這樣的產品老早就有推出,核心採用386,只有一顆CPU內含南北橋,兩張名片大的尺寸就是一台PC。如果不要用SLOT(for RAM及ISA)只保留必要的接頭如VGA、K/B,應該只要一張名片的大小就搞定了。

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