近來價格最貴、速度最快的桌上型處理器,一直是 Intel 產品取勝。雖然靠著技術實力,現在已經完全稱霸高階旗艦級市場,但 Intel 並未以此自滿,又持續推出更快的新產品,這款代號 Sandy Bridge-E 的Core i7處理器,已經成為 Intel 在高階旗艦級市場的最新力作。

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各自解讀的「E」

目前Intel在主流市場的Sandy Bridge平台,因為具備非常全面的優點,在大部分電腦玩家心中,都擁有不低的知名度。而Intel針對高階市場新推出的Sandy Bridge-E,名稱上多個E是代表什麼呢?有些玩家打趣稱呼它是Expensive(昂貴),認為它是Sandy Bridge平台的昂貴版,也是窮人買不起的意思。

雖然Expensive的說法也看似有理,不過根據Intel官方表示,這個「E」是代表Extreme(極致)的意義,意思是在Sandy Bridge處理器架構的基礎下,所打造出效能最強的極致版平台。無論你想把這個「E」解讀成什麼意思,只要記住這是以Sandy Bridge架構為基礎、但更高階的平台就行了。

只搭X79高階晶片

Sandy Bridge-E與Sandy Bridge的平台架構非常類似,都是把以往北橋晶片提供的功能,全部整合在處理器當中,這包括了記憶體控制器,以及PCI-E介面控制器等等。平台上只剩下一顆PCH(Platform Controller Hub)晶片,負責控制各種I/O與儲存介面,角色也類似於傳統南橋晶片。

Sandy Bridge-E平台上所搭配的PCH晶片,目前只有X79一個選項。不過令人失望的是,光看I/O與儲存介面的區塊圖,最高階X79所提供的功能與擴充性,似乎和主流級的Z68差不了多少。例如兩者都提供14個USB 2.0,6個SATA連接埠,以及8條PCI-E通道。只差在X79具備VT-d虛擬化技術,而PCI-E通道數的配置,能有「8個x1」或「4個x1加1個x4」的彈性。之前有小道消息說會內建SAS 6.0Gb/s,與USB 3.0擴充功能全部槓龜,缺乏這些獨特的擴充性,讓人對X79感到略為可惜。

▲前3顆Core i7-3000系列處理器,是最新的Sandy Bridge-E平台,規格都比Sandy Bridge平台最頂級的Core i7-2700K還要好,不過2個平台的腳位並不相容,晶片組也不一樣。

不提供內建顯示

桌上型Sandy Bridge平台的特色,就是處理器一律內建顯示功能,這個特色也普遍獲得好評。但是到了Sandy Bridge-E高階平台,內建顯示反而被拿掉了,一定要額外購買外接顯卡,才能夠組裝這個平台。

很多人會認為,既然都買了這麼高階的平台,另外再花錢購買外接顯卡並不過份。而且處理器內顯再強,也很難比過獨立顯卡,對於講求高效能的頂級平台來說,內建顯示是個可有可無的特色,捨棄並不可惜。

不過對影音轉檔或相關應用的使用者來說,原本Sandy Bridge平台具備的Quick Sync Video(高速影像同步轉檔技術),可說是實用的殺手級武器,但是在Sandy Bridge-E平台上就得被迫割捨。因為這個技術是處理器內建顯示「附送」的功能,現在Sandy Bridge-E拿掉內顯區塊,也沒有把這個功能獨立做出來,自然無法支援。

割捨高速轉檔功能

要是你不使用Quick Sync Video技術轉檔,那你不必擔心這項改變。如果你很依賴Quick Sync Video技術的話,雖然現在獨立顯示卡也提供類似的功能,但在Sandy Bridge-E平台上就是「另外花錢買」,怎麼算都比內顯「免錢附送」的還更不划算。

最新的核心架構

先回顧上一代的X58高階平台,當時的開山始祖是採用Nehalem微架構的Core i7-965處理器。過了一年多之後,Intel推出同樣基於Nehalem微架構,但是製程升級至32nm,核心數也增加至6個的Core i7-980X。因為兩者處理器微架構相同,時脈也在同一水準,只是增加核心數量而已,因此在單執行緒環境下,Core i7-980X不會贏Core i7-965太多。甚至在1年之後,還被最新Sandy Bridge微架構、定位在中高階的Core i7-2600K給趕過去。

▲LGA 2011平台具備的PCI-E通道數,從LGA 1366平台的36條增加至40條,可以提升多顯卡並聯運算的效能,也提供更多的配置彈性。除此之外,在儲存方面也提供原生SATA 6.0Gb/s的支援,更能發揮SSD強大的讀寫效能。從這些數據來看,LGA 2011確實是目前規格最佳的Intel平台。

相較於前一代的Core i7-980X與990X,除了平台不同以外,Core i7-3960X的升級方向也不太一樣。處理器核心數量仍維持6個,半導體製程也是32nm,不過處理器微架構更新至最新的Sandy Bridge。在先進微架構的加持之下,處理器的IPC(每時脈效能)也跟著增加,進而帶動Core i7-3960X不論是在單執行緒或多執行緒環境下的效能,都比前一代Core i7-980X還要快。

以處理器微架構的角度來看,Sandy Bridge-E與Sandy Bridge的運算核心架構都相同,基本效能也在伯仲之間。而Sandy Bridge-E處理器之所以定位更高階,實際效能也更快的原因,是因為多出2個實體核心,以及更大容量的共享L3 cache。前者在多執行緒環境下有幫助,而後者是直接提升cache命中率,無論是單執行緒或多執行緒環境都能獲益。

Core i7-3960X晶片區塊圖

▲其實Core i7-3960X是1顆原生八核心晶片,這顆晶片也具備20MB的L3 cache,還有QPI(QuickPath Interconnect,內部連接通道)控制器,晶片規模相當強大。不過Intel官方資料並沒有強調這一點,為此筆者重新繪圖,以黑色表示被遮蔽的區塊。

也許是市場考量或功耗限制的原因,Intel決定先關閉其中2個核心,以及5MB的L3 cache,才是我們所看到的Core i7-3960X。而桌上型平台只能裝1顆處理器,所以負責提供多處理器互連的QPI控制器,在Core i7-3960X內也被關閉不能使用。

這顆八核心晶片的完整體,會被用在入門級伺服器的Xeon DP(Dual-Processor),與高效能伺服器的Xeon MP(Multi-Processor)產品線當中。除了伺服器環境需要多執行緒,讓八核心更有發揮空間以外,而多處理器之間必須靠著QPI介面互連溝通,這時晶片內部的QPI控制器功能才會被打開。

 (後面還有:PCI-E通道數再加碼)

PCI-E通道數再加碼

除了處理器之外,Sandy Bridge-E與Sandy Bridge平台之間還有什麼差異呢?主要是PCI-E通道變多了,如果你有多顯卡運算的需求,PCI-E通道數增加,也意味著在多顯卡並聯運算的環境 下,每一張顯卡「分得」的PCI-E頻寬會更高,進而提升繪圖效能。

既然PCI-E通道數更多是旗艦級平台的賣點,那跟上一代X58舊平台相比,X79新平台有進步嗎?答案是有的,在X79平台上北橋總共提供40條PCI-E通道,比X58平台的36條還要多。

在主流級的Sandy Bridge平台上,處理器內建的PCI-E控制器,只提供16條通道,當然比Sandy Bridge-E的40條少很多。若是同時安裝2張顯示卡,PCI-E頻寬就會被分拆成x8加x8的組合,比1張顯卡能夠獨享的x16頻寬,整整少了一半。

另外X79平台的北橋PCI-E控制器,完全被整合在處理器內,不像X58平台是以1顆獨立的IOH(I/O Hub)晶片,專門提供36條PCI-E通道的功能。但X58上的IOH晶片得透過QPI介面與處理器相連,因此會增加外部延遲。

四通道記憶體超強大

Sandy Bridge-E平台另一項獨家賣點,是把以往伺服器使用的四通道記憶體技術,首度下放到桌上型平台。其中每個通道最多支援2條記憶體,與四通道相乘之下,每張主機板最多可插到8條記憶體,也是1個重要特色。在1條4GB記憶體價格不到600元的今天,就算主機板全部插滿8條,最多也只需付出4,800元,還不到半張主機板的價格,就能立刻享受四通道加32GB超大容量的爽度。

▲Core i7-3960X在四通道記憶體的環境下,效能全面成長,比雙通道還更快,非常推薦這個特色。

四通道記憶體不只有爽度而已,根據筆者實測,四通道記憶體在各項測試的效能全部贏過雙通道,平均下來快了6.35%。而且在影音轉檔與專業繪圖渲染等高負荷程式中,效能增加幅度都穩定維持在7%~10%的高標。這代表四通道記憶體確實擁有效能立竿見影、全面提升的效果,值得立刻採用。相信對Sandy Bridge-E平台來說,4條4GB記憶體是基本盤,插滿8條4GB記憶體剛剛好。

HT並非萬能

HT(Hyper-Threading,超執行緒)是Intel處理器的招牌技術,它能讓1個運算核心具備2個執行緒,在多執行緒環境下可以增加處理器的吞吐率和運算效能,這個技術也普遍被應用在中高階產品中。Core i7-3960X身為最高階產品,當然具備這項技術,讓原有的6個實體核心倍增為12個執行緒。
雖然HT技術在理論上,能提升處理器內部運算單元的利用率,但從實測結果來看並不是萬能的,某些程式在開啟HT技術後反而效能下降。之前筆者在其他具備HT技術的處理器上也做過類似測試,發覺都是特定軟體會產生效能下降的情況。這包括部分的遊戲程式、TMPGEnc轉檔軟體、以及WinRAR等等。

這代表影響HT效果的因素,軟體也占了一大部分。因為各種程式的狀況不一樣,要是真的想了解某程式到底適不適合HT,建議自己實際測試過一次,得到的數據最準。

不過在大部分程式當中,HT技術對效能還是有正面幫助,特別是一些對多執行緒最佳化的程式,例如Windows Media Encoder轉檔軟體、CINEBENCH繪圖渲染軟體等等,多半都可以帶來20%以上的效能增益,提升幅度相當明顯。

▲開啟HT技術並非百利無一害,在少數程式中效能會下降,但都多數程式都有幫助,最高成長幅度達到29%。

(後面還有:搭配顯卡效能測試)

單卡感受不到優勢

既然較多的PCI-E通道數,是Sandy Bridge-E等高階平台的賣點,那是否代表遊戲效能一定好呢?其實從理論上來講,如果你只插1張顯示卡,無論在Z68主流平台上,或X79頂級平台 上,都能利用到完整的PCI-E x16頻寬,而且PCI-E控制器都直接內建於處理器當中,並沒有太大的分別。

實測結果也是如此,如果只搭配1張顯示卡,而且只是一般主流級的NVIDIA GeForce GTX 550 Ti,本次受測的7顆高階處理器效能都可以餵飽它,各處理器之間的差異只在誤差範圍以內。可惜筆者手邊沒有2張一模一樣的顯示卡,沒辦法進行多卡運算的測試,Sandy Bridge-E平台的多卡效能就有待之後分解了。

效能實測:獨立顯卡繪圖效能


▲這些處理器都是頂級型號,當搭配一般中階顯卡時,如果扣除掉測試誤差範圍,它們的實際遊戲效能幾乎相同。

影音轉檔全勝

影音轉檔軟體多半對多執行緒環境最佳化,甚至在x264 HD Benchmark當中,可以將12個執行緒全部吃滿,多核心處理器在這邊可以擁有不錯的優勢。而面對上代王者,同樣是6核心12執行緒的Intel Core i7-990X,在時脈與核心數相等的前提下,Core i7-3960X靠著更先進的微架構,還是能夠提供更強的效能。面對目前所有高階桌上型處理器,Core i7-3960X也取得全勝。

雖然根據前面的測試,在處理器開啟HT技術後,TMPGEnc轉檔軟體的效能反而有負面影響,不過Intel Core i7-3960X的效能夠高,就算開啟HT會降低效能,還是在這個項目中大勝其他處理器。畢竟其他高階處理器也有HT技術,效能也會受此影響,最終效能還是得看實體核心數量,以及核心效能的高低才能決定。

效能實測:影音轉檔

▲除了TMPGEnc只支援到4執行緒以外,其他2個測試軟體都能有效利用多執行緒環境,核心數越多效能越高,Core i7-3960X在這裡大幅贏過其他產品。

(後面還有:繪圖效能實測)

專業繪圖也是強項

專業繪圖渲染則是另一類吃重多執行緒的測試項目,而且CINEBENCH與Pov-Ray是最能完全反應多核心處理器效能的程式,因為就算執行緒多達12個,運行這2個測試軟體時,CPU使用率還是能維持在100%,把處理器的負荷塞滿,也把運算資源榨乾。

毫不意外的,不論是從理論推估或實際測試,Core i7-3960X都能取得全勝,而且是大幅取勝的結果,表現出應有的最高身價。另一點值得關注的是,因為在3dsMax 9的處理器渲染測試當中,有少數幾項測試不能把12執行緒完全吃滿。也讓架構更先進、時脈更高的Core i7-2700K,在少2個實體核心的狀況下,還是能夠跟Core i7-980X扳平。

效能實測:專業繪圖渲染

▲專業繪圖渲染也是多核心的表現舞台,再靠著最新架構與HT技術的加持,Core i7-3960X又獲得巨幅領先,最多贏過Core i7-2700K達到40個百分點以上。

日常效能也是頂尖

在日常應用的4項測試項目中,WinRAR在12執行緒下的CPU使用率只有20%~25%,是個對多執行緒負荷最小,開啟HT技術效能會下降,也吃重記憶體效能的測試程式。Core i7-3960X在這個項目,以極驚險的微幅差距險勝AMD FX-8150,總算保住全勝姿態。在關閉HT技術後,Core i7-3960X可以跑出5000KB/s以上的成績,這時才算是大勝其他型號。
其他3項也是支援多執行緒的程式,Core i7-3960X在這3項測試當中也輕鬆過關。都以明顯差距贏過上代王者Core i7-990X,也可以看出Core i7-3960X微架構改良後的威力。

▲除了PCMark少數幾項單執行緒的測試以外,這些測試軟體也是以多執行緒為主,Core i7-3960X又以高姿態順利取得全勝,符合頂級身價。

(後面還有:旗艦機的性價比)

旗艦平台的性價比

其實在頂級電腦零組件的市場當中,性價比是比較被忽視的一環。畢竟會購買頂級電腦零組件的消費者,本身就非常注重產品的效能,而且希望它越快越好。再加上高階平台再向上提升的難度偏高,定價當然又會再往上跳一大階。

如果以目前的市場價格來看,現在用標準且合理的配備,組裝X79新平台搭配Core i7-3960X處理器的最頂級電腦,大約需要68,400元。要是改用X58平台搭配Core i7-990X處理器,組裝預算可以小降至64,980元。
如果以整台電腦的角度來看,頂級新舊平台的價格差距大概是5%。值不值得多花這5%的預算組裝X79平台?筆者想法是肯定的,除非X58平台主機板與頂級處理器大幅降價,對消費者而言才有吸引力,否則旗艦市場的主流,早晚會被X79平台取代。

▲同樣是Intel的最頂級組合,舊的X58平台稍微便宜一點,若以整台電腦的價格來看,X79新平台比X58新平台貴了5%,值不值得就看各人需求。

平台功耗降低

根據以往經驗,越高階電腦零組件的耗電量也會越大,高效能似乎擺脫不了高耗電的惡夢。不過Sandy Bridge平台靠著極佳的電力效率顛覆這個刻板印象。對系出同門的Sandy Bridge-E平台,當然會讓人更期待。

Sandy Bridge在耗電方面的最大特色,就是平台在閒置時的功耗特別低,除了歸功於處理器設計優良以外,高度整合性的晶片組讓主機板元件減少也是功勞之一。根據測試,Sandy Bridge-E平台也承襲了這個優點,如果跟同樣是頂級的X58平台相比,電腦閒置時系統耗電量整整降低27W。雖然比不上主流級的Sandy Bridge平台,但至少也贏過對手的AMD FX平台,表現已經很不錯。

耗電量實測

▲Core i7-3960X又延續著Sandy Bridge平台閒置功耗出色的傳統,在電腦閒置時,整體耗電量比X58平台還低了27W,表現還不錯。但Core i7-3960X是顆原生八核心,再精簡成六核心的晶片,滿載功耗自然比原生六核心的Core i7-990X還要高,也拖累電腦全機功耗。

處理器卻更耗電

雖然平台功耗降低,不過我們發現處理器的功耗反而增加了,令人覺得有一點可惜。跟同樣是32nm製程,也是六核心的Core i7-990X對決,Core i7-3960X的耗電量卻往上再飆高。Core i7-3960X處理器的滿載耗電量反而比Core i7-990X高出37W,完全抵銷平台功耗較低的優勢。以電腦整機耗電量來看,Core i7-3960X平台確實比Core i7-990X平台還多出5W,功耗沒有明顯改善。

再深入分析,Core i7-990X是顆原生六核心晶片,在相同製程的前提下,晶片的總功耗比原生八核心的Core i7-3960X還要低,這點並不令人意外。而且再加上Core i7-3960X多整合了PCI-E控制器、四通道記憶體控制器等等,在內部元件複雜化,功能多樣化的情況下,處理器功耗難免會再上揚。除此之外,在主機板BIOS的預設電壓部分,Core i7-980X只有1.18V,比Core i7-3960X的1.26V低一點,間接也造成功耗的差距。

▲即使是頂級型號,Core i7-980X的預設電壓也只有1.18V的低水準,功耗也控制在合理範圍內。

▲Core i7-3960X的預設電壓就比較高了,加上晶片規模更大、整合功能更多,實際耗電量也比Core i7-980X還要高。

(後面還有:認清需求再買)

先認清需求再買

經過規格分析與效能實測之後,我們可以清楚了解目前主流級的Sandy Bridge平台,跟旗艦級的Sandy Bridge-E平台各有什麼差異。除了處理器效能一高一低之外,就只是PCI-E通道數更多,有利於多顯卡運算,頂多再加上四通道記憶體、最多可插8支記憶體的特色,這些好處其實對非發燒玩家的一般人來說並不實用。

因此筆者認為主流級的Sandy Bridge平台具備更全面的優點,包括內建顯示,平台耗電量較低等等,已經適合95%的電腦使用者。如果你有多顯卡運算的需求,而且非得要利用PCI-E介面完整的x16頻寬,確實是個捨Sandy Bridge而改買Sandy Bridge-E的理由。不過認真想一想,有多少人會用到多顯卡運算,而且PCI-E介面一定要x16加x16的頻寬才能滿足需求。若不是那麼在意,Sandy Bridge平台照樣也可達成雙顯卡運算。

在Sandy Bridge-E平台上,目前所能買到最便宜的處理器是Core i7-3930K,它已經是六核心產品,而且要價接近19,000元,硬是比Core i7-2700K四核心貴了8,000元左右。要是你因為處理器效能考慮直上Sandy Bridge-E平台,可以再想想自己常用的程式是否支援多執行緒,是不是一定要六核心才夠用。否則考量目前Z68主機板只要5,000元,但是X79卻接近萬元,平台功耗也更高等因素,筆者認為對一般人並不划算。

▲在某些完全支援多執行緒的軟體中,Core i7-3960X六核心靠著多2顆核心的優勢,對Core i7-2700K的領先幅度,甚至逼近50%的理論值,只要用對程式,就能完全解放Core i7-3960X的效能。

符合新一代王者身價

雖然X79晶片組並未內建SAS 6.0Gb/s與USB 3.0擴充功能,在規格上多少有一點缺憾。不過平心而論,之前電腦玩家想要SAS介面的動機,不外乎就是可以擴充各種又快又穩的企業級硬碟。但是目前高效能儲存裝置還是SSD的速度最快,你只需一般SATA介面就可以享受到比傳統硬碟還快的效能,而且又省電。對一般使用者來說,現在購買SATA介面的SSD是最佳、也最直接的解決方案,SAS介面的重要性就沒有這麼高了。

除此之外,廠商利用外加晶片的方式,讓主機板支援USB 3.0擴充功能已經行之有年,至少兩年多前H55、P55晶片組就有了。過了這麼久,不論是成本或穩定性早就不是問題,也順利普及到多數主機板。雖然晶片組直接支援USB 3.0有它的好處,不過外加晶片的解決方案也非一無是處,消費者最終還是能享受到USB 3.0的功能。

對於這種頂級平台而言,很難論斷它的性價比高不高。畢竟對一般人來說,組好整台電腦的價格就破60,000元,無論Core i7-3960X的效能有多快,都不是預算內的東西。但是對效能極限追求者來說,目前Sandy Bridge-E平台,以及Core i7-3960X處理器,都是獨一無二的好東西。畢竟Core i7-3960X已經在測試中證明它的身價,是目前其他產品難以取代、史上最快的桌上型處理器。

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