Intel 45奈米製程處理器實測

繼伺服器平臺的Intel Xeon 5400 45奈米製程處理器（研發代號Penryn）系列採用全新Hi-K技術，2008第一季桌上型電腦平臺也將陸續推出四核心的Core 2 Extreme及Core 2 Quad（研發代號Yorkfield），以及雙核心的Core 2 Duo（代號Wolfdale）45奈米製程處理器產品。

為了了解採用新製程的處理器，對效能提升幅度的影響，我們也針對處理器的各種運算能力，分別做了不同的測試。除了在45奈米製程的QX9650及QX9770之間相互比較之外，也一併測試了65奈米製程的QX6850，以及雙核心的Core 2 Duo E6550。整體而言，雖然QX9650處理器的快取延遲較高，但採用新製程，並增加L2快取的利仍多於弊，參照後面的測試結果，便能得知。

影音處理能力提升最為顯著
由於新製程處理器的電晶體密度較高，並增加了L2快取容量和iSSE4指令集，因此效能測試的表現明顯比65奈米製程處理器優秀。根據我們的測試結果，QX9650及QX9770處理器，憑藉iSSE4指令集與Super Shuffle資料重整引擎，讓3D繪圖及影音處理能力顯著提升。

從POV-Ray的測試可以看出，QX9650的Chess2測試項目得分為3,997分，比QX6850的3,708分進步約8％，QX9770則與QX9650表現相近。而影音視訊指令集處理能力，則是新製程處理器強化最多的部分。
在SiSandra 2008的iSSE3測試中，QX6850的得分為37,077分，QX9650和QX9770則分別比QX6850提升了8.6％和20.3％的效能。

此外像浮點或邏輯運算能力，或是單執行緒效能測試，採用新製程的處理器，效能增加的幅度，就不如影音處理能力。

在傳統的處理器運算能力Super Pi測試中，QX6850計算8百萬位需時3分31.085秒，QX9650比它快了約15秒，QX9770也僅比QX6850快了約22秒。較特別的是PCMark測試，其中包含單執行緒及多執行緒等多種測試工具，測試結果發現QX9650的處理器得分為9,636分，與QX6850的9,606分相比，僅高出可以視為測試誤差的30分，反倒是QX9770得分10,236分，因時脈提升與QX9650有明顯落差。

耗電量及工作溫度低，超頻調校容易
除了效能提升外，新製程的處理器也更省電。雖然QX9650及QX6850的熱設計功耗（TDP）與QX6850同為130瓦，但實際測試時，QX9650的待機耗電量為162瓦，高負載時也僅258瓦，遠低於QX6850的待機195瓦、高負載322瓦。

此外在處理器溫度測試時，我們僅使用基本的處理器風扇、普通散熱膏，以及華碩Maximus Extreme主機板內建的散熱系統，並未加裝水冷或其他散熱機制。在這種條件下待機時，QX9650處理器溫度僅攝氏16度，相較於QX6850的35度，進步幅度相當驚人，且於高負載工作時前者僅上升至35度，明顯低於後者的71度。由於X38晶片組對於1,600MHz前端匯流排的支援性不如1,333MHz，且QX9770的時脈較高，所以該款處理器溫度也明顯高於QX9650，但待機時仍能保持在攝氏40度以下的穩定工作狀態，且與QX6850的測試結果相近。

由於工作溫度低，測試中我們也試著將處理器超頻。同樣在不加裝額外散熱系統的情況下，QX9650和QX9770都能輕鬆超頻10％，使時脈達到3.3GHz和3.6GHz，並完成三小時的處理器滿載壓力測試。其中QX9650的高負載處理器溫度也僅有40度，是最讓人驚訝之處。當我們嘗試超頻20％，將時脈提升到4GHz，在高負載時，QX9770仍能保持在70度以下，並持續運作。

搭配X48晶片組，才能發揮QX9770實力
從以上測試可以發現，單就邏輯運算或繪圖能力等效能而言，QX9770確實是目前最強悍的處理器，但如果要完整支援1,600MHz的前端匯流排，並且能檢視QX9770的效能與耗電量表現，還是使用X48晶片組平臺，搭配DDR3記憶體模組較適合。

目前雖已有部分主機板廠商，在更新BIOS後能以X38晶片組架構安裝QX9770，但目前X48晶片組的相關產品還未上市，DDR3記憶體的價格仍然居高不下，再加上X38晶片組對於QX9770的相容性不佳，使用舊款主機板直接升級為QX9770的可能性也較低，這些都會影響用戶購買這款處理器的意願。文⊙李世平

我們使用的測試平臺
華碩 Maximus Extreme 建議售價：不含記憶體為13,900元 0800-093-456 www.asus.com.tw	浩鑫XPC SX38P2 Pro 建議售價：18,800元 0800-032-010 www.shuttle.com
華碩的Maximus Extreme主機板，是我們這次測試處理器使用的主要平臺，它採用DDR3記憶體模組（最大8GB），可支援1,600MHz前端匯流排，內建雙乙太網路埠、eSATA連接埠及主機板電源鈕、CMOS清除按鍵等人性化配置，並提供水冷、空冷兩用散熱系統。 這款產品配置Crosslinx技術，能在用戶使用CrossFire強化繪圖能力時，將PCIe X16和X4的組合，變更為PCIe x8和X8的組合，理論上能提升10％效能。此外亦附有SupremeFX II音效卡。	本次處理器的另一個測試平臺，我們選用浩鑫XPC SX38P2 Pro，它內建400瓦80 Plus電源供應器，以及Intel X38晶片組，可支援1,333MHz前端匯流排、CrossFire多重GPU顯示功能，以及BIOS動態超頻技術。 這款產品使用原廠Oasis散熱機制，能有效降低處理器及主機板晶片組溫度，同時亦具有體積小、噪音量低等特點，並提供eSATA、SPDIF等連接埠，以及mini PCIe插槽，以加裝無線網路卡或Turbo Memory。
由於浩鑫XPC SX38P2 Pro的BIOS，無法提供QX9770所需的1,600MHz前端匯流排，因此除了E6550的測試，我們是以SX38P2搭配Elpida的2條1GB記憶體外，QX6850、QX9650及QX9770都是用華碩Maximus Extreme主機板、2條威剛DDR3 1900X記憶體、1萬轉WD1500AHFD硬碟，以及nVIDIA Qaudro FX570顯示卡的組合做為測試平臺。 其間我們也曾使用SX38P2的動態超頻功能，與Maximus Extreme BIOS提供的超頻功能（以手動調整外頻及倍頻）比較，發現在各超頻10％的情形下，除了記憶體的分數略有落差外，其餘像是處理器、圖像處理或硬碟的效能差距都不明顯，因此測試數據皆以分數較高的Maximus Extreme平臺為主。

Intel新製程處理器的技術

過去的處理器電晶體都是使用多晶矽（polysilicon）做為匣極（gate），並以矽的氧化物（SiO2）做為匣極介電質（gate dielectirc）。隨著製程越來越小，介電質的厚度也會越來越薄，當厚度小於1.2奈米（約5個電子），此時便很容易在源極（source）和汲極（drain）之間產生漏電現象。以Intel的65奈米製程處理器為例，它所使用的電晶體，正好就已經達到這個瓶頸。

45奈米製程的Penryn處理器以含「鉿（Hafnium）」的Hi-K做為匣極介電質，並用金屬材質，取代過去電晶體常用的矽，做為匣極材料。原廠宣稱這種做法不但可改善因製程逐漸縮小，造成匣極介質太薄而產生的漏電問題，也可因更小的製程而提高約兩倍的電晶體密度，並增加處理器效能。

在基本架構方面，Penryn與65奈米製程的處理器相同，採用原生雙核心架構；四核心的Yorkfield則是將兩顆雙核心Wolfdale處理器封裝在一起，每兩個核心共用一組6MB的L2快取。

QX9650是首款桌上型電腦的45奈米製程處理器，與65奈米製程的QX6850具有相同的四核心架構、256KB的L1快取、3GHz時脈，以及和1,333MHz前端匯流排（FSB），但前者的L2快取為12MB，比後者的8MB增加不少，同時亦新增iSSE4指令集，Intel宣稱能夠增加影像格式轉換、壓縮、3D繪圖及多媒體處理效能。

至於QX9770除了同樣使用45奈米製程、支援iSSE4指令集，以及內建12MB L2快取外，更進一步將時脈提升到3.2GHz，同時也改採1,600MHz前端匯流排，以因應DDR3記憶體的規格。

由於加大了L2快取的容量，Penryn處理器也將L2快取從原本的16路關聯增加為24路，這樣雖然能夠降低快取資料被覆蓋掉的機率（從16分之1變為24分之1），但也因處理器搜尋資料時需檢查的項目變多，而增加快取延遲時間。文⊙李世平