双芯至尊——国内首发Intel双核心至尊版处理器测试报告
新体验
Intel在北京时间2005年4月19日发布了第一款面向桌面市场的双核心Pentium XE处理器，标志着桌面处理器正式从单核心时代进入了多核心架构的时代。
《电脑报》数字实验室在第一时间收到了采用双核心设计的Pentium XE 840处理器测试样品，经过紧张全面的测试之后，为各位读者送上这份第一手的测试报告，让大家可以对Intel最新的双核心处理器先睹为快。
双核心，势在必行
一直以来，Intel的处理器以频率这把杀手锏领先于对手，目前的Prescott核心P4已经达到了3.8GHz的高频。但由于制造工艺上的限制，Prescott核心发热量巨大，这使得Intel的P4处理器核心频率很难突破4GHz的大关，也让Intel彻底放弃了频率至上的理论，如何在目前频率水平上提升处理器的性能成为了必须解决的问题。
另一方面，现在和未来的应用程序都逐渐走向多线程、多任务，处理器的应用环境逐渐发生变化，就像Intel向用户描绘的：你一边在玩3D游戏，后台程序一边在完成视频文件的压缩，而游戏的过程却非常平滑，没有受到任何影响。在放弃了频率至上的发展方向之后，Intel与AMD在处理器的多任务处理上继续较劲。
双核心处理器的设计思路于是应运而生。我们都知道，在服务器上可以配备多个处理器，以提升系统多线程、多任务的处理能力，而现在Intel在桌面处理器上使用的设计方案是将两个独立的执行单元集成在一颗处理器的核心中，也可以说，这样的处理器具备两个常规处理器的核心。
Intel双核心技术简介
大家也许都有过这样的经历：当你在压缩视频文件的时候，再打开一个大型3D游戏，此时会发现游戏过程频繁停顿，很不流畅。原因很简单，处理器的资源被耗尽了。传统的单核心处理器对于多任务是通过有计划的交替执行的办法来应付的，当运行一个CPU占用率较高的程序时，由于它不会总是拥有执行的优先权，因此高频率的CPU还可以通过交替执行的方式处理其他请求，用户不容易察觉，但如果多个CPU占用率高的程序同时执行，CPU就会长时间处于完全被占用的状态，明显影响系统的响应速度，给用户最直接的感觉就是系统变得反应迟缓了。
为了应付这样的问题，Intel开发了HT超线程技术，通过充分地调度CPU资源、优化执行的方式，让CPU可以同时执行两个线程，好比将处理器数量扩展为了两个。但HT技术在某些应用情况下仍然不能完全等同为两颗处理器，于是直接在处理器中集成双核心的设计思路诞生了。
简单地说，目前Intel代号为Smithfield的双核心处理器其实就是将两个Prescott核心集成在了同一块硅片上，各自具备16KB一级缓存和1MB二级缓存，因此核心面积从单个Prescott的112平方毫米增加到了206平方毫米。不过这两个核心是共享内存控制器的，也就是说，CPU与北桥的连接带宽依然和单核心的P4处理器相同，两个独立的核心的优势就是可以同时处理不同的程序，在执行多个应用程序的情况下，也能让系统保持较高的响应速度，带给用户更平滑的使用体验。
Intel目前推出的双核心处理器有Pentium D和Pentium XE两个系列，产品型号都用“8XX”的数字来分别。Pentium D与Pentium XE最大的不同点就是并不具备对HT技术的支持，而Pentium XE不但拥有双核心，每个核心还支持HT技术，因此系统将会把Pentium XE处理器识别为4颗处理器，也就是说，Pentium XE可以在同一时间处理四个线程。这对于支持多线程的任务来说就意味着执行速度的提升，而对于多个单线程任务来说，就意味着各自的执行效率尽可能不受到影响。
另外，微软的64位操作系统已经发布，在桌面市场上推出支持64位计算的处理器也是必然的趋势，Intel在Pentium XE中也集成了EMT64的技术，提供了对64位操作系统和应用软件的支持。
主板的支持度方面，现有的i915/925系列还不能支持双核心的处理器，如果要使用双核心处理器，最新的i955X主板是最适当的选择(也有采用其他芯片组的主板可以支持双核心处理器,比如精英采用SiS656芯片组的PF88主板)。因此本次测试我们就采用了来自富士康的i955X主板。i955X主板提供了Flex Memory技术，可以用不同容量的DDRⅡ内存组成双通道，正式提供对DDRⅡ 667的支持，配套的ICH7南桥提供了4个SATA接口，支持RAID以及NCQ功能。
Pentium XE 840处理器
我们收到的Pentium XE 840处理器核心代号为Smithfield，核心频率3.2GHz，采用90nm制程，支持EMT64技术和EDB防毒技术，采用LGA775接口，前端总线频率依然为800MHz，每一个独立的核心都具备16KB一级缓存和1MB二级缓存，两个核心共享6.4GB/s的前端总线带宽。单从外观上来看，Pentium XE 840和普通的P4 5XX系列没有明显区别，只是背面的阻容元件排列有所不同。
从CPU-Z 1.28的截图可以看到，CPU-Z可以正确地识别Pentium XE，同时也识别出了四个处理器（包括两个通过HT技术模拟的逻辑处理器）。另外，由于Pentium XE 840还支持Speedstep节能降温技术，可以动态调节倍频，我们可以看到，在空闲的时候，Pentium XE 840的倍频被降低到了14，而在全负荷运行的时候将回升到正常的16。这也意味着我们可以在BIOS中手动降低Pentium XE 840的倍频，然后对它的外频进行超频，想必这个消息对于发烧级的DIY玩家来说是很令人兴奋的吧。顺便说一句，在环境温度为26℃的情况下，Pentium XE 840满负荷工作时的温度为66℃，这对于90nm制程的Pentium XE 840来说，算是不错了。
测试方案与平台
既然双核心的处理器的优势在于多线程、多任务的处理，那么我们的测试重点就是比较单核心和双核心两种设计的同频率、同缓存的处理器在多线程、多任务方面的性能差异。因此我们选用了Prescott核心的P4 530处理器作为对比，在对比的时候将Pentium XE 840的倍频手动调节为15，让它们都保持在3.0GHz的工作频率上。另外，Pentium XE 840也提供了对EMT64的支持，因此我们还在WindowsXP Professional 64bit Edition操作系统上比较Pentium XE 840@3.0GHz与Athlon64 3000+的64位性能。
特别实验
为了让大家更清楚地了解Pentium XE 840对单线程任务和多任务的处理方式，我们进行了一个简单的小实验。
首先我们运行了SuperPi这个测试软件，非常明显，它是一个单线程任务，因此只占用了一个逻辑处理器的资源。从图中可以看到，Pentium XE 840的四个“处理器”中只有一个的资源占用率达到了100%，因此CPU的总占用率为25%。其他三个“处理器”都处于空闲状态，因此，SuperPi这个程序不能在Pentium XE 840上得到额外的性能提升。
然后，我们同时开启了四个SuperPi测试软件，我们可以看到，Pentium XE 840的四个“处理器”资源都被占用了，CPU的总占用率达到100%。经过测试，运行一个SuperPi计算200万位圆周率大约要1分37秒，而开启四个SuperPi各自计算的话，大约需要2分20秒。如果是P4 530的话，开四个SuperPi计算200万位，大约各自需要4分30秒，比只开一个花费的1分37秒慢了很多。
从前面的实验我们很容易理解为什么多核心的Pentium XE 840不能对单线程任务带来性能提升，因为其他三个“处理器”都是闲着的，而对于多任务处理来说，WindowsXP将多个任务分别分配给各个“处理器”同时处理，不过由于CPU的前端总线带宽是共享的，因此彼此之间还是有一定影响，但这个影响远远小于单核心的P4 530。
Pentium XE 840 32位性能实测
超强！多线程应用性能大增
我们首先来看看PCMark04的测试结果。PCMark04的测试得分令人十分惊喜，Pentium XE 840的系统得分达到了6240分，即便是降频到3.0GHz，得分也有5903分，远远超过了单核心P4 530的4825分。从PCMark04子项的详细得分也可以看到，两者的得分差距主要就在CPU得分上，Pentium XE 840工作在3.2GHz的时候，CPU得分高达6240分，超过P4 530大约36%。
从PCMark04的CPU详细测试结果来分析，同在3.0GHz工作频率下的时候，我们可以看到，Pentium XE 840在多线程测试中领先了P4 530很多。比如在同时处理文件压缩和文件加密的时候，单核心的P4 530在两个任务上的效率分别比Pentium XE 840低了30%和27%，由此也可以清楚地看到，在执行多个任务的时候，双核心的Pentium XE 840拥有比P4 530高30%左右的执行效率。
另外，对于支持多线程处理的应用程序，Pentium XE 840的执行效率也要高于单核心的P4 530。比如表中的WMV压缩和DivX视频压缩，工作在3.0GHz频率下的Pentium XE 840也要比P4 530快7%和11%。而音频转换方面，双核心的Pentium XE 840没有体现出明显的优势，这从我们使用MP3 Producer实际压缩MP3的测试也可以看出来。可以说，PCMark04的测试中，Pentium XE 840双核心的优势主要就表现在对多个任务的同时处理上。SiSoftware Sandra2005是另一款支持多线程处理的测试软件。在SiSoftware Sandra2005的测试中，3GHz下的Pentium XE 840得分相对P4 530整整提升了一倍，优势非常明显。
让我们来看看Pentium XE 840在3DS Max6中的实际表现。我们选择了3DS Max6自带的一个示例文件来进行渲染测试。测试结果让我们感到满意。由于3DS Max6本身可以支持多处理器并行处理，Pentium XE 840在3DS Max6的渲染中如鱼得水，仅仅用8分33秒就完成了P4 530需要15分25秒才能完成的渲染工作，效率提升了90%之多！双核的优势显露无遗。
游戏性能，并无提升
我们的测试结果已经很明显地告诉我们，双核心的设计对于目前不支持多线程的游戏应用来说，几乎是没有任何性能的提升。3DMark03、DOOM3、FarCry的测试结果都说明了这一点。也许不久的将来，就有游戏开发商开发出支持多线程处理的游戏，这样的游戏将在人工智能、复杂的光影处理方面有长足的进步，毕竟双核心处理器拥有更多的处理器资源可供使用。另一方面，虽然游戏速度没有提升，但是我们可以同时处理更多的东西了，你可以在前台玩游戏，后台程序可以处理其他事情而不影响游戏速度——WindowsXP系统会帮你调度好双核心处理器的资源。
64位的对决
除了双核心这一特点外，Pentium XE 840还提供了对EMT64的支持。EMT中文全称是扩展内存技术，是Intel开发的支持64位内存寻址的技术，完全兼容WindowsXP 64位版。因此我们选择了Athlon64 3000+和Pentium XE 840作为对比，考查Pentium XE 840在64位操作系统下运行64位测试软件的性能。测试中同样将Pentium XE 840频率设置为3.0GHz，以便与Athlon64 3000+进行对比。
我们在Pentium XE 840的平台上安装WindowsXP Professional 64bit Edition操作系统非常顺利，同时在操作系统中，也正确识别出了四颗“处理器”。我们选用的64位测试软件有SiSoftware Sandra2005 64位版和ScienceMark2.0 64位版。同时也进行了32位的PCMark04测试，以作对比。
从测试结果可以看到，在SiSoftware Sandra2005 64位测试中，Pentium XE 840得分相对32位环境下提升了21%，超过Athlon64 3000+大约144%，毕竟SiSoftware Sandra2005支持多线程处理，因此双核心的Pentium XE 840拥有绝对的优势。在ScienceMark测试中，Pentium XE 840在某些项目中也以一定优势领先，但仍然在一些项目中落后于Athlon64，即便是双核心，Pentium XE 840也不能在64位方面完全超过Athlon64。不过，在多任务处理上，单核心的Athlon64还不能与Pentium XE 840相抗衡，这一点是不可否认的。
工程师点评
双核心，离我们还远吗
从我们前面的测试结果可以很清楚地看到，具备双核心技术的Pentium XE 840在应付支持多线程的程序和执行多个任务时，都表现出了远远超过单核心处理器的效率。比如支持多线程处理的WMV、DivX视频压缩以及3DS Max这样的图形处理软件，在Pentium XE 840上就能获得非常明显的性能提升，特别是3DS Max的渲染效率，提升非常大，单核心的P4 530需要15分钟完成的渲染工作Pentium XE 840只需要8分多钟就可以完成，效率几乎提升了一倍。另外，对于多任务的应用，Pentium XE 840也表现出强大的性能，同时开启四个SuperPi进行计算，性能降低的幅度远远小于单核心的P4 530，而且在进行多任务高负荷处理的时候，系统仍然能保持很高的响应速度，这也是单核心处理器难以做到的。
不过，如果你想用Pentium XE 840来大幅度提升游戏性能的话，那就不现实了，毕竟现在的游戏还不能充分利用Pentium XE 840的多个核心，在单线程的游戏软件运行的时候，其他“处理器”都处于闲置状态，因此不能给单线程的游戏带来任何性能提升。这一点我们也只能希望游戏厂商在以后的游戏中加入对多核心处理的支持，充分利用多核心处理器的资源。
综上所述，Pentium XE 840十分适合希望搭建小型图形工作站的用户。这类用户会频繁使用诸如3DS Max或者Cinema4D这样的多线程处理软件，Pentium XE 840会给他们带来更高的工作效率、更少的等待时间。另外，需要同时处理多个任务的用户也需要Pentium XE 840这样的双核心处理器，你可以边压缩视频边继续处理当前的文档。还可以同时欣赏音乐，并不会感觉到系统反应速度变慢。
目前桌面市场上，Intel有双核心的Pentium XE和Pentium D，而AMD也有Athlon64 X2。Pentium XE 840的价格是999美元。当然这个价格不是普通用户可以接受的，面向主流用户的Pentium D系列双核心处理器其实更值得一般用户关注。Pentium D虽然具备双核心，但不支持HT技术，因此系统只会把它识别为两颗处理器，因此在多任务处理方面要弱于Pentium XE，这也是Intel划分产品线的手段。Intel的双核心处理器的确会在桌面市场上引领新的升级热潮，不过从现在双核心处理器和配套主板的价格来看，一般用户是难以接受的。所以双核心处理器虽然会流行起来，但不是现在。另外，双核心处理器在软件方面也需要更多的支持，特别是游戏厂商的支持，双核心处理器本身也会面临一系列的改进，主板方面也需要得到更多的支持。也许就在今年晚些时候或者明年之内，我们就能买到普及型的双核心处理器了。
