45nm Penryn處理器新技術與規格
● 新的工藝起點—45nm處理器登場
??? 目前Intel兩年一更換工藝,在65nm工藝處理器全面上市後,Intel再次提升了CPU的製作工藝,將在本月16號推出其首款45nm Penryn處理器。全新45nm Penryn家族共有7名成員,包括雙核心桌面處理器Wolfdate、四核心桌面處理器Yorkfield、雙核心行動處理器 Penryn、雙核心Xeon DP處理器 Wolfdate DP、四核心 Xeon DP處理器Harpertown、雙核心 Xeon MP處理器Dunnington DC及四核心Xeon MP處理器Dunnington QC。
????Intel首款45nm Penryn處理器QX9650
??? 據了解,Penryn雙核心版本內建 4.1 億個電晶體,四核心則有8.2億個電晶體,微架構經強化後,在相同頻率下較上代Core產品擁有更高性能,同時L 2 Cache容量提升50%,明顯提高數據讀取執行的速率。此外,亦加入47條全新Intel SSE4指令,提高媒體性能和實現高性能運算應用。
????CPU-Z下的QX9650
??? 泡泡網近期有幸拿到首批Intel 45nm處理器Penryn QX9650,??其核心頻率3GHz,12MB二級緩存,FSB 1333MHz,是的絕對旗艦。接下來我們將會與65nmQX6850進行對比測試。
????左邊為QX9650,右邊為QX6850
◎ 測試平臺
硬體系統配置
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處理器
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Intel QX9650
Intel QX6850
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主板
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ASUS P5E3 DELUXE
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硬盤
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希捷 7200.10? 160G 16M
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記憶體
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芝奇 1GB DDR3 1600×2
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顯卡
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Nvidia 8800 ULTRA
核心: 8800ULTRA(612MHz)
流處理器:1500MHz
顯存: 768 MB GDDR3(1080MHz)
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電源
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海韻 S12 600W
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散熱器
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Cooler Master
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軟體系統配置
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作業系統
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Windows
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顯卡驅動
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163.71_forceware_winxp_32bit_english_whql.exe
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??? 此次測試我們將採用技術與實際結合的方式,希望讀者們能更直觀的了解QX9650的特性與性能。
● 45nm採用了High-K金屬柵極技術
??? 此前我們對CPU工藝進程也有簡短的回顧,細心的朋友可能會發現,從90nm工藝開始出現了嚴重的漏電問題,阻礙了晶片和個人電腦的設計、大小、耗電量、噪聲與成本開發。因此,在新一代45nm Penryn處理器採用全新材料製作的45nm電晶體絕緣層和開關閘極,減低電晶體漏電情況。
??? 其實電晶體就是一種簡單的開關裝置,可處理電子數據中的0、1組合。處理器就是含有數百萬此類通過銅線以特定方式連接在一起的電晶體。而電晶體內部是由源極、漏極、柵電極、柵介質、及硅底層通道。源極是指電晶體中電流產生的部分,它包含涂層硅(doped Si),漏極是指電晶體中電流流向的部分,這部分與源極一樣,都參雜了一些雜質以降低電阻。不過電晶體是絕對對稱的,則電流可以從源極流向漏極,也可以從漏極流向源極。柵極電極就是電晶體頂端的區域,其電流的狀態決定電晶體是打開還是閉合,傳統上柵的製作材料是多晶硅或原子隨意排列且不形成網格狀結構的硅。柵極介質是位於柵極電極以及溝槽之間一層薄層,目前的數字晶片中電晶體柵介質是由二氧化硅組成,而二氧化硅是絕緣體材料,它的作用是隔絕來自柵極電極的泄漏電流,但如果這個柵介質層太薄其泄漏電流的電量就越大。
??? 為了降低漏電問題,同時還要提高其性能。Intel採用了High-k的新材料製作電晶體閘極電介質,而且電晶體閘極的電極也搭配了全新的金屬材料。這樣,經過測試顯示,不僅電晶體的性能提升了,同時漏電現象與之前相比也較少了5倍。據了解,製作閘極電介質的材料主要是二氧化硅,因為它具備了很好的易制性,能夠減少厚度保持電晶體的整體性能。
??? 由於High-k閘極電介質和現有硅閘極並不相容,Intel全新45nm電晶體設計也必須開發新金屬閘極材料,目前新金屬的細節仍未有消息透露,Intel現階段尚未說明其金屬材料的組合。另與上一代技術相較,Intel 45nm製程令電晶體密度提升近2倍,得以增加處理器的電晶體總數或縮小處理器體積,令產品較對手更具競爭力,此外,電晶體開關動作所需電力更低,耗電量減少近30%,內部連接線採用銅線搭配low-k電介質,順利提升效能並降低耗電量,開關動作速度約加快20%。
??? 值得注意的是,Intel成功令新一代45nm製程產品的漏電情況降低逾5倍,其中電晶體閘極氧化物漏電量更降低超過10倍,相較上代65nm製程產品,在同一功耗表現下,頻率下可提升約20%,或是在同一頻率下功耗更低,電池續航力也明顯大幅提升。
在IDF上Intel又透露了扣肉后繼45nm Penryn處理器的更多資料。
在FSB方面,Intel稱雖然Penryn最高可以達到1600Mhz,但是屆時只有服務器版的Penryn Xeon才有這么高的頻率,普通桌面版還是最高1333Mhz,畢竟目前的Bearlake芯片組也只能支持1333Mhz FSB,下一代EagleLake
FSB構架面對AMD的HT已經顯得比較落后,Penryn之后的Nehalem處理器上,Intel將采用全新的CSI構架,在設計上類似AMD的HT總線技術,內置內存控制器,從而拋棄FSB構架。
指令集方面,目前的Core2Duo處理器中已經加入了SSE4,但是只是它的一個子集“SSSE3”,雖然Intel稱Penryn將支持SSE4,但是是否是完全的支持還有待驗證,目前我們知道Penryn將會加入一共47條SSE4指令,未來還會再增加7條。
Penryn移動版還有兩項新穎的省電技術:C6 State和EDAT。C6 State可讓筆記本處理器的功耗在空閑狀態下降到非常低的水平,核心電壓也會根據情況大大降低,同時緩存徹底轉移其中的數據并完全關閉。從這種狀態中恢復需要一點點時間,而且會對性能產生一定的影響,但對筆記本用戶來說,電池續航時間的重要性顯然更大。EDAT可以單獨提高某個處理核心的頻率,并將其他暫時不使用的核心關閉,以適應單線程任務或者只能利用一個核心的多線程任務。
Penryn仍會采用LGA775接口,與Pentium 4和Conroe Core 2 Duo相同,但是是否可以在舊主板上使用還要看VRM模塊的規格,或許屆時現有主板大部分將很難支持Penryn,即使支持了,1333Mhz FSB也是一個大的性能門檻。
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