Sandy Bridge正式版处理器深度测试

Intel第二代智能酷睿处理器：Sandy Bridge终于正式登台亮相，Core i7 2600K、Core i5 2500K等产品先后来到《微型计算机》评测室，那么这些即将上市销售的正式版产品到底有多大的性能优势？正式版处理器的GPU性能是否得到改善？相信每一个DIY玩家都希望能够了解到新处理器的准确性能，请接下来跟随《微型计算机》评测室的脚步，进入Sandy Bridge的全新世界。

相信各位《微型计算机》的读者已通过本刊在2010年11月下、2011年1月下的工程版产品测试，抢先了解到Intel第二代智能酷睿处理器Sandy Bridge的初步性能，成为DIY玩家中的“资讯先锋”。不过，Intel已在2011年1月5日正式发布Sandy Bridge平台，Sandy Bridge平台中的各款正式版处理器、主板产品纷纷出炉，那么正式版产品的性能相对上一代产品有多大提升？正式版产品能否实现视频编码硬件加速这一新奇功能？传说中强大的HD Graphics 3000图形性能能否超越独立显卡？面对这一长串的疑问，显然我们有必要对Sandy Bridge平台再做一次全新的认识。接下来，就请跟随《微型计算机》评测室的脚步，进入Sandy Bridge的全新世界。

钟摆战略不空谈 六大改变创新核

想必熟悉硬件的读者知道，Intel的芯片技术发展模式被称为Tick-Tock。Tick-Tock的原意主要是表现吊钟钟摆摆动的声音：“嘀嗒”，一次嘀嗒代表着一秒。而在Intel的处理器发展战略上，每一次嘀嗒代表着处理器两年里的工艺架构进步。其中在两年中的第一年：Tick嘀年中，Intel将推出工艺提升、晶体管变小、架构微调的处理器产品。而在第二年：Tock嗒年里，Intel不仅将继续延用上一年带来的新工艺技术，还将推出对处理器微架构进行大幅更新的产品。

 
在Sandy Bridge诞生后，Intel将在2012年发布采用22nm工艺的改进版产品：Ivy Bridge。

因此，在Tick嘀年里的技术更新主要是对工艺进行提升，对处理器来说只是小幅改动，不会给性能带来多少提升。而在Tock嗒年中的产品由于架构大幅变动，因此不仅会给处理器的性能、功能带来明显变化，也会决定着处理器在随后的两年中能否在市场上站稳脚步，所以Tock嗒年的发展结果对于处理器厂商来说是至关重要的。长期以来，Intel都遵循这样的模式进行发展，如在2007年推出采用45nm工艺的Penryn处理器，2008年便带来全新的Nehalem架构。2009年他们率先发布了采用32nm工艺的Westmere核心处理器，而在2010年公开的Sandy Bridge处理器就是属于Tock嗒年的全新产品。因此踩着“嗒”字步的Sandy Bridge显然不会是一个“空谈者”，在Intel工程师的努力下，经过以下六方面的努力，它为我们带来了一颗全新的核心。

全面集成GPU

采用Sandy Bridge架构设计的处理器，不论是Core i7、Core i5、Core i3，都集成了GPU。同时，相对于Clarkdale处理器，Sandy Bridge处理器在生产工艺上有所进步。现在的Clarkdale虽然也集成了图形核心，但采用的是CPU+GPU的双内核封装，而且只有CPU核心采用了32nm工艺制造，图形核心仍采用相对落后的45nm。而在Sandy Bridge核心处理器中，则将CPU、GPU封装在同一内核中，并全部采用32nm工艺制造。这样，在Clarkdale中存在的成本高、通信延迟高等弊端均得以解决。

GPU性能提升大

不过，Sandy Bridge不仅仅是只集成了GPU这样简单，Intel工程师还通过改良设计，为集成GPU提供了更强的性能。Sandy Bridge里的执行单元EU采用第二代并行分支，提升了执行并行任务与复杂着色指令的能力。同时，数学运算交由EU内的硬件负责，其直接好处是大大提升了正弦(sine)、余弦(cosine)等函数的运算速度。此外，EU内部采用类似CISC的架构设计，DirectX 10.1 API指令与其内部指令一一对应，可有效提高工作效率。经过以上改进，Sandy Bridge的EU指令吞吐量比在Clarkdale里使用的EU提升了两倍。

在Sandy Bridge的GPU中，视频的预处理、编码均由GPU硬件完成。

需要注意的是，各款Sandy Bridge处理器内部的EU单元数量也将有所不同。Sandy Bridge处理器的整合GPU核心将分为HD Graphics 3000、HD Graphics 2000两种版本。其中HD Graphics 3000拥有12个EU单元，在台式机处理器中将仅集成在Core i7 2600K与Core i5 2500K等K系列处理器中。而HD Graphics 2000则只有6个EU单元，将集成在大部分普通的台式机处理器中。数量上的巨大差异，意味着两种版本的整合GPU将在性能上存在巨大差别。

丰富的GPU功能

在这两种新款GPU上，不仅具备传统的Intel Clear Video HD高清播放功能，可对MPEG2、VC-1、H.264进行硬件解码外，Intel还为它们增加了InTru 3D、Quick Sync Video两大功能。其中InTru 3D为GPU提供了蓝光3D MVC硬件解码功能，并在H67主板上配备了HDMI 1.4接口，令Sandy Bridge平台不仅可轻松地播放蓝光3D片源，还可连接各种3D电视。而Quick Sync Video功能则通过GPU内部集成的MFX并行引擎，为GPU提供了H.264、MPEG2的硬件编码功能。与硬件解码类似，使用该引擎进行编码工作时，将显著降低处理器占用率，并大幅提高编码速度。

环形总线显威力

同时，为进一步提高处理器核心、图形核心的工作效率，Intel在Sandy Bridge处理器中创新性地引入了三级缓存环形总线设计。三级缓存被划分成多个区块，并分别对应GPU，以及每一个CPU核心。

环形总线的引入大大提升了处理器内部各个功能块访问三级缓存的效率。

因此每个核心都可以随时访问全部三级缓存，Sandy Bridge的集成GPU可以通过“接入点”共享三级缓存。将图形数据放在缓存里，GPU就不用绕道去拜访遥远而缓慢的内存了，这对提升性能、降低功耗都大有裨益。

AVX指令集整装待发

除了在GPU上进行大幅改进外，Sandy Bridge处理器还通过引入微指令缓存、整合物理寄存器堆、改良分支预测单元、AES-NI指令集(可大幅提升处理器的加密解密运算能力)来提升处理器的浮点运算性能。不过相对于上一代处理器来说，它大的改进举措是提供了对AVX高级矢量扩展指令集的支持。该指令集将计算位宽由128位升级至256位，一次计算就可以处理更多数据，理论上高可以将每秒浮点操作数提高一倍。另外，AVX还使用了新的256位函数，在操作和排列中效率更高，存取数据速度更快。不过要使用AVX指令集，需要CPU在硬件上做出改变。为此Intel为Sandy Bridge核心增加了多个256位端口，用于处理AVX指令，浮点寄存器也彻底更改为256位，保证AVX指令的全速运行。

AVX指令集在得到支持后，将缩短诸如图片拼接之类的图像处理时间。

不过目前暂时没有软件与操作系统可以支持AVX指令集，只有等到Windows SP1发布以后，我们才能逐渐体验到AVX的强大威力。此外，Sandy Bridge还对整数执行单元进行了小幅升级，其运算性能也得到了一定提升，如ADC指令吞吐量翻番、乘法运算加速25％。

替代超频的睿频 2.0

从Sandy Bridge开始，它将引入新一代睿频2.0自动超频技术。从以往的单纯对处理器超频，到现在的智能对处理器、GPU进行同步超频。GPU将在占用率较高的游戏或图形程序中自动提高频率，增强性能。当然，如果软件需要更多CPU资源，那么CPU就会加速、GPU同时减速。从下表来看，每款Sandy Bridge正式版处理器都将具备这个特性，其GPU默认频率后都跟有一个动态频率参数。与工程版处理器相比，在正式版处理器中，每一款处理器都可正常地开启睿频功能。以Core i7 2600K为例，一旦运行Super pi这样的单核心运算程序，处理器核心就会由默认的3.4GHz上升到3.7GHz或3.8GHz。

请点击图片，浏览清晰大图。

不过尽管睿频技术得到较大发展，但让人遗憾的是，普通Sandy Bridge处理器的手动超频能力将大幅下降。这主要是由于在Sandy Bridge处理器平台上，Intel将彻底放弃外置CK505时钟发生器的设计，而把所有的时钟控制单元全部集成到处理器核心内部，并将每条总线的速度与内部时钟发生器进行绑定,基础频率均为100MHz。这造成用户在对处理器外频进行超频时，也在对DMI总线、GPU、PCI-E显卡总线进行超频，将极大增加外频超频的难度。因此要想对Sandy Bridge处理器进行进一步的性能提升，你只能选择为数不多、未锁倍频的K版产品。

Sandy Bridge测试产品抢先看

Intel Core i7 2600K

Intel Core i7 2600K是Sandy Bridge台式机处理器中高端的产品，不过从价格来看，它并没有把人拒之千里，其两千元出头的价格仅与当前的Core i7 870相当。该产品大的特点在于它不仅具备很高的默认工作频率，Turbo Boost单核心工作频率可达3.8GHz，集成的HD Graphics 3000 GPU Turbo Boost工作频率达1350MHz。而且还因为它隶属K系列产品，因此超频玩家可以对其倍频进行任意调节，以实现更高的工作频率。

此外，它还拥有Sandy Bridge处理器中高的技术规格，配备8MB三级缓存，并支持AVX、Quick Sync Video等新技术。需注意的是，所有K系列处理器均不支持vPro/TXT/VT-d/SIPP等商用技术，不适合企业用户选择。

Intel Core i7 2600K产品资料

Intel Core i5 2500K

这款处理器的千颗批发价令人惊喜，其117美元的价格仅折合人民币1423元，与当前的Core i5 750、Core i5 760中端产品相当。但在技术规格上，它却提升了不少。与上一代Core i5系列产品相比，Core i5 2500K将Turbo Boost高工作频率提升到了3.7GHz，并集成了拥有12个EU的HD Graphics 3000图形核心。同时它也对AVX指令集、Quick Sync Video硬件编码、AES-NI指令集提供了支持。而且由于它也隶属于K系列产品，因此这款处理器同样具备进行倍频超频的能力。

不过受限于定位，该处理器并不支持Core i3、Core i7等产品支持的超线程技术，只能实现4核心/4线程的工作方式。同时其整合的HD Graphics 3000 GPU高Turbo Boost工作频率也被限制在1100MHz。因此其实际性能与高端Core i7相比仍有一定差距。

Intel Core i5 2500K产品资料

Intel Core i3 2100

无论是价格还是技术规格，该产品与上一代的Core i3 530/540相比并没有太大变化。它支持超线程技术，采用双核心、四线程设计，处理器运算核心不支持Turbo Boost技术。

大的不同在于其默认工作频率提升到了3.1GHz，其集成的HD Graphics 2000 GPU支持Turbo Boost动态频率调整，高可将工作频率提升到1100MHz，并且支持AVX、Quick Sync Video等Sandy Bridge新技术。不过同样由于定位原因，它不能支持vPro/TXT、AES-NI指令集等商用技术。

Intel Core i3 2100产品资料

Intel DP67BG主板

这是一款做工用料比较豪华的P67主板，其处理器供电部分采用4+2相供电设计。值得一提的是，在该主板处理器供电部分，你看不到传统的三脚或八脚MOSFET。在每个全封闭电感的附近，只有一颗神秘的矩形芯片与其对应。原来这些芯片是由威世硅尼克斯生产的DrMOS：SiC769A，即将MOSFET、MOSFET驱动芯片合二为一的一体式封装MOSFET芯片。

相对于普通MOSFET，它具备更高的转换效率，并能减少高频状态下寄生阻抗带来的不利影响。每一颗SiC769A可承载35A的电流，6相即可达210A，显然对于一般超频用户来说，这样的供电能力已经完全够用。同时，这款主板拥有两根PCI-E x16插槽，可组建x8 2.0+x8 2.0的SLI或CrossFireX显卡并联系统。

Intel DP67BG主板产品资料

Intel DH67BL主板

为增强工作稳定性，这款H67主板采用了采用了不错的做工与用料，全部选用来自日本化工的PSC系列固态电容。同时它采用的3+1+1相供电系统，可以支持TDP高为95W的处理器。

此外该主板还集成了HDMI 1.4视频输出接口、并通过集成NEC USB 3.0控制器，提供了两个USB 3.0接口。需要注意的是，它缺少IDE存储接口、PS/2键鼠接口。

Intel DH67BL产品资料

有何不同 Sandy Bridge正式版性能完全解析

搭建我们的测试平台

Intel Sandy Bridge正式版测试平台

对于属于Tock嗒时代的Sandy Bridge平台，我们想了解的就是经过架构上的变化后，它能带来多大的性能提升，在使用体验上能带来怎样的不同。因此在测试中，我们不仅对三款Sandy Bridge新产品进行了详细测试，还对上一代Core i3/i5/i7等产品进行了对比测试。而在游戏性能测试中，我们分为了两部分进行测试，不仅测试了各Sandy Bridge处理器搭配独立显卡的性能，还对其集成GPU进行了测试，并与Radeon HD 4350独立显卡，AMD 890GX/880G等主流整合芯片组进行了对比。

处理器性能提升大

从《SiSoftware Sandra》、《CINEBENCH R11.5》等理论性测试软件来看，Sandy Bridge处理器的运算性能的确较上一代Lynnfield、Clarkdale处理器有较大提升，如在运算性能测试中，Core i7 2600K领先Core i7 870近29%。

而在《SiSoftware处理器多媒体运算性能》、《CINEBENCH R11.5》中，各款Sandy Bridge处理器也超过了与其对应的上一代产品。在加密解密性能测试中，结果则更为夸张，即便目前顶级的Core i7 870，其吞吐量也只有Core i5 2500K的38%。究其原因在于新一代Sandy Bridge处理器拥有上一代处理器所没有的AESNI指令集，可以大幅提升处理器的加密、解密性能。

不过需要提醒的是，在Sandy Bridge处理器中，也只有Core i7、Core i5两个系列的产品支持该指令集，像Core i3这样的低端处理器还是缺少这一能力，因此可以看到Core i3 2100的成绩与上一代产品相比，并无明显不同。

内存延迟明显降低

通过接下来的内存性能测试，我们也不难明白为什么Sandy Bridge处理器的运算性能得以提升。可以看到各款Sandy Bridge处理器的内存带宽均超过了上一代产品，而两者的内存工作频率、延迟设置均完全一致，这显示出Sandy Bridge处理器中的内存控制器具备更高的工作效率。

而在内存延迟测试中，则充分体现出Sandy Bridge核心采用一体式设计的好处。所有Sandy Bridge处理器的内存延迟均与单核封装的Lynnfield处理器均相差无几，远远低于将内存控制器、集成图形核心分离、单独封装的Core i3 530处理器。

硬件转码终实现

得益于处理器性能、内存性能的提升，在《3ds Max 2009》图形渲染测试、《Excel 2010》期权定价方程式运算测试、《Photoshop Elements 9.0》幻灯片制作等应用软件体验中，各款Sandy Bridge处理器的表现也超过了与其对应的上一代产品。不过变化令人吃惊的还是在《Media Converter 7》、《MediaEspresso 6》这两款转码软件的测试里，即便Core i3 2100的消耗时间也只有Core i7 870的19%。Sandy Bridge的硬件转码功能终于在正式版处理器中发挥出了巨大威力。

不过要想实现这一硬件转码功能却并不容易，由于该功能隶属于集成GPU功能的一种，因此要使用该功能，用户必须使用H67主板，并安装Intel显卡驱动。否则在普通的P67主板上，仍只有依靠传统的处理器或显卡进行转码，其成绩则比较普通。如Core i3 2100在P67主板上，采用处理器转码的话，其《Media Converter 7》转码时间将达到155秒，是其硬件转码消耗时间的4倍。

目前只有如《Media Converter 7》之类的少数软件支持硬件解码功能，一些网站测试采用的《暴风转码》、H.264 Encoder暂无法发挥它的威力。此外测试中，我们还发现Core i3 530在使用H55主板，并采用为Sandy Bridge设计的显卡驱动后，在转码中也能获得性能提升。

如在《MediaEspresso 6》中，它也可以勾选“启用硬件编码”选项。其转码时间尽管长于Sandy Bridge处理器，但却明显低于Core i5、Core i7两款更高端的产品。这显示出，硬件编码也有在上一代处理器中发挥威力的可能。

游戏性能大升级

如前面所说，由于每一款Sandy Bridge处理器都集成了GPU，因此在游戏性能测试中，我们将分两部分进行，首先是测试它们在搭配Radeon HD 6870这样的高性能独立显卡时的游戏性能。其次采用H67主板，测试各处理器的集成GPU性能。

独立显卡性能测试

独立显卡下的游戏性能测试结果，完全在我们的意料之中。由于具备更强的处理器性能，因此无论是在《3DMark 11》，还是在《孤岛危机》、《地铁2033》中，各款Sandy Bridge处理器均以小幅优势领先于各自对应的上一代产品。不过由于游戏的运行表现更依赖于显卡性能，因此各处理器之间的差距并不大。

集成GPU性能测试

在2011年1月下，我们曾率先对工程版处理器的HD Graphics 2000 GPU进行过测试，其性能表现并不令人满意。不过在此次测试中亮相的HD Graphics 3000却带给了我们一个莫大的惊喜。其《3DMark Vantage》Entry性能突破了11000分；不论是Radeon HD 4350独立显卡，还是AMD 890GX，其《荣誉勋章2010》的运行速度只有HD Graphics 3000的40%～60%。

同时在《星际争霸2》中，HD Graphics 3000也拥有了与AMD 890GX相匹敌的性能。唯一的遗憾是由于驱动优化不足，在《使命召唤：黑色行动》中，其性能与AMD 890GX仍有小幅差距。总体来看，凭借12个EU，HD Graphics 3000毫无疑问是目前性能强的集成GPU核心。而正式版HD Graphics 2000的表现则与前次测试差不多，同AMD 880G相比，互有胜负，处于大致相当的水准。

不过更令人惊喜的是，在Sandy Bridge正式版处理器中，集成GPU的功耗得到了大幅下降。在Furmark图形核心负载测试中，即便高端的Core i7 2600K+HD Graphics 3000这样的组合，其大功耗也只有Core i3 530的80%，更远远低于890GX、880G这些产品。显然，Sandy Bridge处理器的出现为打造超低功耗HTPC创造了条件。

系统性能测试

更强的处理器与内存性能、更强的游戏性能，因此没有任何意外，Sandy Bridge处理器在《PCMark Vantage》、《Performance Test》这两款传统的整机性能测试中完全胜出，各处理器相对于上一代产品的领先幅度在12%～20%左右。

系统功耗测试

由于32nm制程的全面采用，因此在采用Radeon HD 6870独立显卡下的系统功耗测试中，Sandy Bridge平台也有不错的表现。它们不仅在待机状态下有一定优势，在处理器、显卡均处于全负荷运行的满载状态下，优势更加明显。

采用Core i7 2600K的系统功耗甚至低于Core i5 750，与Core i7 870相比，更有65W的节约幅度。原因很简单，毕竟Core i5 750、Core i7 870都是采用45nm工艺生产的处理器，与采用第二代32nm工艺生产的Sandy Bridge相比，显然无法相提并论。

超频潜力较大

因为Sandy Bridge是由GPU+CPU这两部分构成的综合体，因此很多人在Sandy Bridge发布前都在设想CPU与GPU同时超频的美梦。然而由于H67主板不支持K版处理器倍频超频、P67主板无法使用显示核心，所以“双超”的愿望无法在Sandy Bridge上得以实现。接下来我们采用Core i7 2600K处理器，并分别使用H67、P67主板对Sandy Bridge处理器GPU与CPU超频能力进行了“浅尝”。

只要在BIOS中简单地调节GPU倍频，即可对GPU进行轻松超频。

对GPU的超频能力十分简单，只要在H67主板BIOS里调节GPU的倍频即可。Sandy Bridge集成GPU的频率与处理器频率类似，也是由基础频率100MHz×倍频而得。稍需注意的是，在BIOS中显示的GPU倍频需要将其除以2后才是它的真实倍频。如GPU倍频显示的为“27”，那么这意味着该GPU的高Turbo Boost工作频率为100MHz×(27/2)=1350MHz。终在将GPU工作电压只要在BIOS中简单地调节GPU倍频，即可对GPU进行轻松超频。加压到1.4V后，我们成功地将GPU的Turbo Boost工作频率提升到100MHz×(37/2)=1850MHz。其《3DMark Vantage》Entry性能提升到了E14409。

Intel Extreme Tuing Utility令普通用户也可轻松实现对处理器的超频

而在P67主板上对K版处理器的超频，我们则是通过一款名为“Intel Extreme Tuing Utility”的超频工具来完成。该工具利用更加简介、方便的操作界面，令用户在操作系统下即可实现处理器超频。对K版处理器超频时，重要的就是调节倍频。不过与以往倍频处理器超频不同的是，在软件中，你无法拉动或增大处理器的默认设定倍频，只能调节处理器的大Turbo Boost倍频。如只想在单核任务下达到4.7GHz，那么只用将“1 Active Core”项目拉到“47×”即可，以此类推，你可分别实现双、三、四核状态下的超频频率。如果想实现与以前类似、无论运行什么程序都保持恒定超频频率的超频状态，那么你应将从“1 Active Core”到“4 Active Core”的四个倍频调节项目都调节到一个相同的超频倍频。后，我们在将处理器电压提升到1.496V、四个倍频全部设定在47×的状态，成功将处理器稳定超频到了4.7GHz，其CINEBENCH R11.5处理器渲染性能达到8.8pts。

Mission Accomplish Sandy Bridge将改变数字生活

综合以上测试，毫无疑问，踩着Tock嗒脚步、采用全新架构设计的Sandy Bridge表现令人满意，它为我们带来了以往不曾有的三大崭新体验：GPU硬件编码的引入将处理器的编码时间缩短了四倍；HD Graphics 3000的诞生则让集成GPU的性能达到了前所未有的高度，让它对低端独立显卡造成了极大威胁；而睿频2.0技术的引入则让Sandy Bridge较上一代处理器获得10%～20%的性能提升。总的来说，相对于上一代产品，Sandy Bridge实现了性能、功耗、功能的三大突破，如果其市场零售价相对于其千颗批发价不会高出太多，那么，它将成为今年装机、升级用户的首选。对于一款Tock嗒时代的处理器来说，它已经圆满地完成了任务。

稍感遗憾的是，目前的Sandy Bridge处理器只有两款K版处理器集成了HD Graphics 3000 GPU，究其原因，我们认为这是Intel为了防止Sandy Bridge对正在销售的上一代产品造成太大冲击。我们估计在今年晚期，Intel才会推出集成HD Graphics 3000的更多产品。因此可以预计，随着时间的推移，未来将会有更多性能更强、规格更好的Sandy Bridge处理器面市，让我们耐心期待吧。

本文相关下载

软件名称：支持GPU硬件解码的Intel显卡驱动

软件大小：79.82MB

下载链接：http://www.mcplive.cn/download/IntelGPU.zip