[显卡]板载集显何去何从? SNB模拟性能测试!

　　显卡作为电脑不可或缺的一部分，它在我们的主机中一直处于一个重要的位置，在性能级市场中独立显卡一直以来都以高性能的优势被安置在游戏机型中，但整合型显卡也凭借着其低功耗低价格的优势占据市场的半壁江山，可是其性能从不和独显媲美。
　　不过自从AMD 690G整合芯片推出之后，随着780G、785G乃至890GX的上市，集显的性能在不断的被提升着，虽然AMD的集显性能一直来都要高于Intel的产品，但是后者即将推出的产品——Sandy Bridge恐怕要打破这一由来已久局面。
　　
　　
　　自从Sandy Bridge被曝光以来，其内部整合的集显性能一直被外界所关注，而据Intel官方透露，Sandy Bridge处理器的图形性能相比现在的Clarkdale核心中的GPU性能提升1倍，达到了目前CPU集成图形核心性能的2倍。
　　不过对于Intel的整合型显卡来说，大部分用户一直都不太看好，因为从性能、功能方面它一直不能令我们满意。尽管时下的Intel对明年初的Sandy Bridge处理器激动万分激动，并且称“Sandy Bridge就是奔腾再世"，但分析师却要冷静得多，不认为它会有太大的魔力。
　　不管Intel对Sandy Bridge的呼声有多高，分析师会泼多少冷水，在我们未看到有价值的测试之前一切都是浮云，不过面对再一次的架构革新，笔者也按捺不住对Sandy Bridge的憧憬，急切想知道下一代产品在性能方面会带来多大的改变！
　　

　　
　　再一次改变 Sandy Bridge革新浅析
　　说道Intel全新的Sandy Bridge处理器，便不能不提其架构。我们知道，现在的处理器都在提出一个新的理念“融合”。即将CPU和GPU集合起来。在核心代号为Clarkdale的32nm工艺i3/i5处理器中，Intel已经“做到”了。
　　
　　从左到右依次为Nehalem、Westmere、Sandy Bridge的核心展示
　　不过Clarkdale的解决方案是将一颗32nm制程的CPU核心和45nm的GPU核心封装在一起。而Sandy Bridge则是32nm的CPU和GFU都在一块晶圆上。这将是革命性的。
　　
　　Sandy Bridge的图形芯片还分为单核和双核两个不同版本，其内部处理单元数量也不同。
　　Intel改进了的睿频技术也将在Sandy Bridge上体现。CPU和GPU都可以支持睿频，相互独立，并且更加智能化。例如，当你运行3D游戏时，系统对GPU的要求往往比CPU更高，此时，睿频技术会保持CPU在默认频率，甚至降低频率，这样在整体功耗不增加的前提下，GPU可以提升更多频率以达到更好的效能，以适应应用需求。同理，当应用对CPU要求更高时，GPU则会降低频率，使CPU可以提升更多主频。
　　关于CPU部分的特性，我们了解的渠道很有限。不过我们可以确定的是Sandy Bridge将支持AVX指令集，和AMD的Bulldozer一样。该指令集将提升CPU的浮点运算性能。同时，CPU的解码/编码能力也将提高。
　　缓存的结构则基本没有变化，一级缓存依然为64KB，二级高速缓存256KB，而三级缓存则有些不同。目前来看，只有Core i7 2600拥有8MB的三级缓存，2400和2500有6MB三级缓存，2100则只有3MB。与Nehalem架构相比，三级缓存的大小发生变化，不再是每核心2MB的容量，并且GPU也将分享三级缓存，这也是比较令人困惑的。不过，在下个月的IDF中，我们应该可以揭开更多迷惑。三级缓存的变化还体现在延迟上。不过我们还无法了解Sandy Bridge的三级缓存延迟。这令我们无法确定新架构处理器在这方面到底有多少改进。
　　这就是我们目前可以知道的关于Sandy Bridge的一切了。更多的新特性和说明，只能等待Intel来为我们解释。可以确定的就是，Sandy Bridge并不是一款小改进、修补的产品，而是一款采用了全新架构的处理器。
　　

　　
　　升至四位 数字新命名方式变更
　　之前的报道中已经提及，Sandy Bridge将沿用当前Intel的现有CPU品牌，包括Core i系列以及经典的奔腾和赛扬（预计只会有少量型号推出）。命名方式也依然是品牌名称+数字的结构，不过数字位数则由原来的三位增加到了和Core2时期一样的四位。如下：
　　
　　其中，Intel Core为处理器品牌，型号目前来看依然分为i3/i5/i7，后边的四位数字钟首位的“2”表示第二代Core i系列产品，接下来的三位代表产品名称，最后一位字母则代表包含有特殊功能。目前已知的字和含义如下：
　　K：开放倍频、核心电压，允许自由超频或降频，默认主频和睿频加速所能达到最高主频与标准版一致。
　　无：标准版，热设计功耗四核心95W、双核心65W
　　S：四核心的节能版，热设计功耗65W，默认主频较标准版更低，睿频加速所能达到最高频率与标准版已知。
　　T：超低功耗版，四核心45W、双核心35W，默认主频更低，睿频加速最高频率也降低。
　　首批上市的桌面级Sandy Bridge如下：
　　
　　标准版和不锁倍频版
　　
　　节能和超低电压版
　　

　　
　　CPU架构改变不大Sandy Bridge规格一览
　　虽然我们目前无法拿到Sandy Bridge处理器的测试样品，但从规格上来看它与目前Intel Lynnfield核心i7系列产品在CPU规格上相差无几，不同之处仅仅是在核心部分增加的GPU运算单元。
　　模拟处理器对象
　　
　　上图是笔者在网上找到一张Intel Sandy Bridge处理器的截图，从规格上看来，这颗Sandy Bridge处理器主频为2.8GHz，拥有8MB的三级缓存。但是QPI和NB的频率未知。
　　
　　通过之前的列表我们可以得知上面图中的处理器应该是i7 2600S，而这样的规格和Intel目前Lynnfield核心的i7 860极为相似，因此我们采用了LGA 1156接口的i7 8XX系列处理器来进行模拟测试。
　　
　　从上面的CPU-Z截图来看i7 2600S和I7 860在处理器核心规格方面没有太大差异，他们的主频缓存容量都保持一致，只是在缓存的链路通道方面i7 2600S的L1指令链路为8路。另外Sandy Bridge处理器的外频降低到了100MHz。下面我们来看一下CPU模拟测试成绩。
　　

　　
　　CPU单线程、多线程性能模拟
　　
　　i7 8XX系列处理器 Super PI 单线程测试
　　
　　i7 8XX系列处理器Cinebench多线程测试
　　
　　i7 8XX系列处理器Fritz象棋测试
　　由于在CPU架构方面Sandy Bridge处理器并没有太大的改变，因此Sandy Bridge处理器核心性能，应该和目前i7 8XX系列处理器差别不大。上面的测试已经基本可以代表Sandy Bridge处理器的性能指标。
　　

　　
　　温故而知新 新旧两代集显架构解析
　　在提及Sandy Bridge新集显架构之前，我们不得不先说说目前Clarkdale核心的集显产品。
　　

　　
　　Intel目前这代集显产品的设计是将CPU运算核心以及GPU核心分开，然后放在了一个基板行，如上图所示。
　　
　　Intel Clarkdale核心（例如 I3 530） 处理器规格图
　　从整体来看Clarkdale架构核心中的GPU运算部分与CPU运算核心分开，之间依靠一条QPI总线连接，这样了方式导致了整个处理器的缓存部分仅供CPU使用，而GPU在需要数据时只能转向较慢的内存。
　　反观CPU部分，虽然它拥有了高速缓存的绝对控制权，但是当缓存中没有其所需要的数据时，它不得不通过QPI总线，再经过内存通道向内存中调取数据，这样一来会产生不少延迟，同时损失大量的带宽。而且一旦出现GPU和CPU同时需要向内存调取数据的情况，两者带宽会严重不足，直接的体现就是CPU运算性能，和3D效能直线下降。
　　实际延迟测试
　　

　　
　　上图是一颗Clarkdale核心的i5 655K在平台无负载下的带宽延迟测试
　　
　　而一但GPU核心负载我们就可以看到内存带宽会有所下降，而且延迟也会同时提高。
　　虽然这个测试不能精准的体现出GPU和CPU调取数据的延迟情况，但依然可以间接性的体现出目前的Intel这代集显产品，在带宽上的需求确实要有所提高。
　　

　　
　　这里才是最大的转变 SNB集显架构分析
　　其实关注Sandy Bridge处理器的用户基本都对其CPU部分的性能有所耳闻，因为许多网站都曾爆出过Sandy Bridge的处理器性能，但是我们对其整合的图形部分却了解少之甚少，也许这里才是让Intel万分激动之处。
　　
　　Sandy Bridge处理器核心图
　　首先我们从Sandy Bridge处理器核心图来看，它摒弃了之前Clarkdale核心的QPI总线以及GPU、CPU分体式设计，因此内部传输的速度必然要比之前的产品提高一个档次。
　　
　　Sandy Bridge处理器核心架构图
　　从架构图上我们可以一目了然的看到Sandy Bridge处理器的各个单元完全融合在了一起，并且CPU运算单元和GPU运算单元被归为一类放在了一起，周围环绕着PCIe Gen连接总线，以及共享方式组成的大容量L3级缓存。
　　这样一来运算单元不仅享受着高速大容量L3 级缓存，还共享着直连方式的内存带宽，直接的体现就是在游戏和数据处理中相比上一代产品的性能会得到线性提升。
　　另外最为重要的是Sandy Bridge的GPU核心采用了双模块设计，我们可以简单的认为Sandy Bridge相比目前的Clarkdale在GPU核心数量方面多了一倍。
　　从架构上来分析Sandy Bridge确实让我们看到了一些希望，当然笔者相信这些规格也是让Intel万分激动的源泉。
　　
　　根据i7 8XX系列的带宽来看，笔者认为Sandy Bridge为处理器提供了带宽必然要在前者之上，因此在内存性能方面而言只会有更好的表现。
　　

　　
　　作大胆猜想  SNB集显性能分析
　　根据前面文章中的测试以及分析，我们可以大致的了解到Sandy Bridge的CPU性能、内存的带宽特性，以及显示核心的频率850Mhz，因此我们有了Y：CPU性能、Z：内存性能、M：显示核心的频率，剩下就是来探求未知数X：集显的效率了。
　　列出已知效能参数 求解X！
　　

　　
　　预计Sandy Bridge带宽
　　

　　
　　预计Sandy Bridge 3DMark VantageCPU性能
　　
　　Sandy Bridge 集显频率为850MHz
　　从上面的参数看来，Sandy Bridge CPU性能在3DMark Vantage应该在2万分左右，而平台内存带宽平均值也要在一万五千MB/s，而集显的频率最低应在850MHz上下。
　　有了这些参数笔者搭建了一套H57搭配Clarkdale处理器的的平台进行超频，从而尽可能的达到上面的要求来进行模拟测试。
　　

　　
　　尽可能满足规格 测试平台介绍
　　
　　测试平台
　　在测试平台方面我们除了采用了一套i5 655K 搭配H57处理器的的平台以外，还搭建了一套i7 870搭配 HD5550独显的平台，来进行测试。
　　
　　华硕P7H57D-V EVO
　　
　　为了贴近预计的规格，我们将P7H57D-V EVO搭配i5 655K 的平台进行了超频，首先将GPU平率提高到850MHz，另外还将内存超至了1700MHz。
　　虽然笔者尽可能的提高平台性能，但是Clarkdale集显平台依然无法达到我们预计的Sandy Bridge平台的水平，当然我们也知道这是不可能的毕竟是两个时代的产品。因此我们还预备一套i7 870搭配 HD5550独显的平台。
　　
　　另外在下面的3DMark Vantage 测试前我们将程序改变名称，以防因为驱动问题影响测试成绩的准确性。
　　

　　
　　唏嘘不已 Sandy Bridge集显模拟性能测试
　　
　　P7H57D-V EVO搭配i5 655K集显平台超频后3DMark Vantage得分
　　从上面的图中我们看到P7H57D-V EVO搭配i5 655K集显平台超频后3DMark Vantage P模式得分为808分。
　　虽然3DMark Vantage P模式得成绩仅有808分不过大家不要忘了，目前Intel的集显核心相比Sandy Bridge集显要少一个GPU模块，再加上前者不能共享L3级缓存的因素，笔者认为真实的Sandy Bridge的整合显卡在3DMark Vantage P模式测试中的得分至少要在高一倍。笔者预计Sandy Bridge默认频率3DMark Vantage P模式应该在1800分左右。
　　
　　i7 870搭配 HD5550独显平台 3DMark Vantage P模式得分为2132
　　但是当笔者看完了i7 870搭配HD5550独显平台3DMark Vantage P模式的得分以后不由得惊叹不已，因为低端版本的HD5550独显的3DMark Vantage P模式得分也只不过为2100分而已。
　　如果笔者上的推论是正确的话，Intel即将推出的Sandy Bridge整合处理器的集显性能确实令我们惊讶。
　　虽然笔者以上的测试不够严谨，但是相信各种测试数据也能说明一些问题，从现在开始距离Intel Sandy Bridge的发布的日期已经日益临近，相信在不久我们就可以一览SNB的风采。■