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标题: Q8并不是如想像的那么差,这里给个Q82的介绍和小测试 [打印本页]

作者: albert2kiss 时间: 2009-1-19 20:18
标题: Q8并不是如想像的那么差,这里给个Q82的介绍和小测试
具低溫省電及SSE4.1新指令於一身的高性價比的新四核心處理器-INTEL 45nm Q8200
Q8200 L2 4Mb Cache

與Q6600 L2 8Mb Cache相比(左

8200)

和Q6600相比，Q8200除了具有低溫省電的優勢外，最令人矚目的是Q8200擁有了SSE 4.1指令集的支援
那麼甚麼是SSE 4.1指令集呢?
來看看SSE 4.1指令集的理論介紹

英特爾的SSE4（流式單指令多資料擴張）指令集包含了54條新指令，其中的47條指令在Wolfdale/Penryn上實現，被稱作SSE 4.1，而剩下的7條SSE4指令將在代號Nehalem架構的45納米處理器上開始實現
根據架構代號，這類指令擴展在正式命名之前通常一個別名，例如SSE是KNI、SSE2是WNI、SSE3是PNI、SSSE3是TNI，SSE4目前看來沒有這樣的名頭，也許被稱作SNI（Swing New Instructions，根據英特爾的10.0版編譯器開關來看）
基本這些*NI的頭一個字母就是取自引入該指令擴展的微架構第一個字母
在Q6600時代引入的SSSE3最初是準備在Tejas（Prescott架構的下一代）上引入的，在一段時間裡曾經被誤認為是SSE4，而SSE 4.1的引入主要是為了提升x86處理器在視頻編緝、圖形處理等效能

SSE4.1——單指令32位元組差分絕對值求和（SAD）運算
其中的MPSADBW（有時候為了簡化稱呼人們又將它稱之為MPSAD）能實現單指令完成32位元組的差分絕對值求和（SAD）運算：

在上圖中，a0~a3（共計32個位元組）首先會分別減去b0~b3，然後對這四個減法算後的差的絕對值（c0~c3）作求和運算得到一個目的數存放在d0
MPSADBW的源數和目的數位元址以及都是可選的
和SSE3的PSAD相比，SSE4.1的MPSADBW單指令資料處理能力為PSAD的兩倍

上圖為SSE4和SSSE3在處理獲取兩個8x8塊的SAD例子，SSE4只需要9條Intrinsic指令（類似彙編，可以看作是彙編指令在高階語言中的表現形式，但是更加靈活）就能達成，而SSSE3則需要31條Intrinsic指令
從上面的這段程式的程式路徑長度上來看SSE 4.1的確是帶來了不少的優勢
SSE4.1——水準最小值查找
PHMINPOSUW是另一條SSE4.1中和視頻處理中的運動評估密切相關的擴展指令

SSE4.1——整數格式擴展轉換

PHMINPOSUW的作用是對獲取同一行位址中的資料（UWORD）最小值後將其存放在目的地址中並給予其位置的編號，在整數操作和子圖元運動評估中這樣的操作是經常使用的
在視頻加速方面SSE4.1還有12條整數格式轉換指令，能單指令完成單字節(Byte)、字(WORD)、雙字(DWORD)轉換至字(WORD)、雙字(DWORD)、四字（QWORD）格式
它們就是PMOVSXxx、PMOVZXxx，其中的xx對應6種整數格式，例如xx為BW就是8個packed起來的8位元整數，這12條整數格式轉換指令還可以用於圖片、音訊處理的加速
英特爾表示，和Conroe架構Core 2 2.93GHz 1066MHz FSB採用SSE2相比，45nm的Core 2 3.33GHz 1066MHz FSB採用SSE4+SSSE3可以在微軟SSE4+SSSE3優化版視訊轉碼器中提供多達40%的程式級性能提升
SSE4.1——點積、雙字乘、條件位置混合、取捨等
在圖形處理加速方面，SSE4.1包含了Dot Product、DWORD MUL、往XMM寄存器插入或者從XMM寄存器提取資料、條件位置混合、取捨等

其中最為吸引的就是DPPS（單精確度，單指令4D向量）和DPPD（雙精度，單指令2D向量），在3D運算中，Dot Product指令的使用密度相當高
一條4D向量的Dot Product指令在D3D shader中稱作DP4）相當於包含了4個乘法和3個加法運算操作
和使用SSE2指令編寫的程式，SSE4.1跑一次4D單精確度dot product只需要一條DPPS就能達成，而SSE2需要5條指令才能達成
D3D中的DP4指令描述
dest.x = dest.y = dest.z = dest.w =
(src0.x * src1.x) + (src0.y * src1.y) +
(src0.z * src1.z) + (src0.w * src1.w)
　
條件位置混合其實就類似於D3D9 Pixel Shader 2.x引入的swizzle操作方式，能夠對向量寄存器中的某個component作操作
英特爾SSE4仍然缺乏MAD（或者說MAC）指令的支援，這可能是因為x86原則上極少有3個運算元（operands）的指令，不過在AMD的SSE5中，我們看到了首次大量引入3 operands
SSE4.1——單指令64位元組Streamimg Load能力
SSE4不僅僅對邏輯運算實現了指令擴展，還引入了被稱作Steaming Load的Load指令擴展，不過在介紹它之前我們有必要簡單瞭解一下UnCacheable或者說non-cacheable（不作緩存）的概念
non-cacheable記憶體通常是因為CPU要和其他設備共用的時候而設定的，這是為了避免資料被cache起來而沒有實際寫進和其他設備（例如顯示卡）共用的記憶體中
在記憶體中某個區域被設定為non-cacheable後，任何需要寫進該區域的資料都會忽略掉L1/L2 cache的存在而必須被立刻寫進到這個non-cacheable記憶體對應的位置中
但是如果每次寫入的資料只有32bit大小，存儲的效率將會非常糟糕，因為記憶體控制器的通道在Pentium的時候已經是64位寬了
為此人們也引入了被稱作Write-Combining（合併寫）的方式，在CPU上建立一小塊cache，這塊小cache是和一致性cache（例如L1 cache/L2 cache等）完全獨立的快取記憶體
這個緩存被稱作Write-Combining Buffer，大小基本上就是一個或者若干個cache-line的大小（在Wolfdale/Penryn上的cache-line是64-byte）
需要寫入到non-cacheable記憶體的資料會被先存入到Write-Combining Buffer，待這些資料達到一定大小的時候（例如64-byte），就執行存入到non-cacheable記憶體中的動作
由於記憶體一次存取的資料越多，效率就越高，因此採用Write-Combining後，可以顯著提升不需要頻繁修改操作的non-cacheable記憶體操作效率
在SSE2的時候，英特爾還引入了MOVNTDQ/MOVNTPD，作用也都是每次向non-cacheable緩存存入64個位元組長度的資料再以Write-Combining的方式向指定的記憶體位址存入這128-bit資料
這兩個指令不同的地方在於MOVNTDQ的源運算元是Packed起來的整數（可以是位元組、字、雙字、四字），而MOVNTPD是Packed起來的兩個雙精度浮點數
雖然non-cacheable記憶體的主要操作是把資料寫到主記憶體中，但是有時候也許要從non-cacheable記憶體載入（Load）資料的
例如GPU把渲染完的資料存放到non-cacheable記憶體，由CPU作進一步的加工處理，這時候CPU就需要執行直接從non-cacheable記憶體載入（Load）資料的操作了
SSE2的MOVDQA一次可以從主記憶體中load 128bit資料到Write-Combining Buffer中，只能填滿1/4的cache-line，如果CPU執行的程式要處理的資料是連續的話，這16byte後的資料就又得再從主記憶體中讀取一次或者說MOVDQA指令需要再執行一次
而SSE4.1的MOVNTDAQ能以每次從non-cacheable記憶體中連續地載入64位元組長度的資料（只要符合一定條件的話)，填滿一條cache-line，這個方式被稱作Streaming Load。
在程式為streaming方式運算處理的情況下，這樣的指令能非常顯著地提升了CPU從Write-Combining Buffer載入non-cacheable資料的效率

Intel給出的上圖就是採用和未採用Streaming Load的爆發傳輸性能對比，不過需要注意的是這裡的7000GB/s結果是採用雙執行緒+Streaming Load獲得的
（目前的x86處理器都能做Write-Combining，Wolfdale/Penryn的WB Buffer和K8一樣都是64位元組大小）
微架構改進——L2 Cache採用24路相聯度
我們知道，Cache是根據局部性原理（即最近被執行過的指令/資料很可能被再次使用以及位址相近的指令/資料很可能在一定的時間內被連續使用）而引入的，目的是把最可能經常重複使用的資料/指令保存在離CPU最接近的存儲層次中，縮短訪問主記憶體造成的CPU閒置等待
由於成本的原因，cache的大小總是有限的，CPU不可能100%都能在cache中找到所需的資料和指令，這也就會造成命中缺失，要降低缺失率，一般有以下辦法：
1、增加cache-line的容量
2、增加cache的容量
3、增加相聯度
4、引入路預測（例如Alpha 21264）和偽相聯（又被稱作列相聯）cache
5、透過編譯優化
6、透過並行或預取技術
Pentium M（Banias）、Core（Yonah）、Core 2(Merom/Penryn/Conroe/Wolfdale)的cache-line為64位元組，較它們的前輩Pentium III增加了一倍，容量方面更加是實現了1MB、2MB、4MB、6MB的提升
而在相聯度方面，Banias/Dothan/Yonah的L2 cache為8-way，Merom/Conroe為16-way（2MB L2的衍生版是8-way），擁有6MB L2 cache的Penryn/Wolfdale則是24-way相聯度
目前通用處理器L2 cache相聯度實作最高的紀錄應該是VIA的C7，有32-way......不過這看上去是一個完全為了節電而不是為了性能的選擇（C7只有128KB L2 cache）
組相聯是cache的記憶體位址映射三種方式之一，另外兩種映射方式為直接映射和全相聯
直接映射是最簡單的方式，每條cache-line都有固定對應的若干主記憶體位址
全相聯就是主記憶體中任何位址的資料都可以存放在cache中的任何一條cache-line裡
組相聯就是指數條cache-line被為安排一組，每組可以對應主記憶體中的若干固定位址
每組包含多少條cache-line，就是多少路相聯度，組相聯度越高，Cache的命中率就越高，不過要是不命中的話缺失代價也越高，因為搜索的時間會更長
Wolfdale/Penryn在L2 cache上透過更大的容量和更複雜的組相聯技術來保持較高的L2 Cache命中率，而晶片面積依然維持在比較合理的水準，這完全得益於45nm工藝，而只有4MB Cache的Q8200表現又將如何呢?
從字面與理論去理解SSE4.1是不是很枯燥無味而且難懂呢?
沒關係,接著我們用幾個簡單的測試軟件來實際做測試,以比較Q8200與Q6600,因為指令集的支援度不同,在效能的表現上有何差異性?
先來看看Q8200與Q6600的測試平台,除CPU不同外其他周邊全部一樣

接著是Q8200與Q6600的測試諸元
兩者均設定頻率為400X7=2800MHz
但是因為製程的不同,Q8200CPU電壓只需1.2V,而Q6600則是1.37V
這一點45nm的優點就很明顯的顯露出來
Q8200

Q6600

OK,比較開始
1.浮點運算與整數運算
Q8200

Q6600

Q8200因為L2 Cache較小,也因此致使其浮點運算較慢,但是在整數運算上,因為SSE4.1的優勢卻是比Q6600高了7分
接著是3DMARK06
Q8200

Q6600

3DMARK06的分數兩者相差不多,但仔細看了CPU SCORES以後卻是Q8200分數較高,可以看出Q8200因為擁有了sse4.1指令集而比較具有優勢
最後是四核心轉四檔測試
Q8200

Q6600

從以上測試可以看出四核心轉四檔
最快完成的時間
在Q8200是是19分11秒
在Q6600是19分50秒
最慢完成的時間
在Q8200是是19分39秒
在Q6600是20分20秒
同時脈下的Q8200沒有因為Cache較少而失去了效能,反而因為SSE4.1的優勢
在多工方面卻比Q6600更強,更快的完成轉檔,再來是超頻測試,敬請期待
500FSB 3DMARK6過測

外頻再小拉一下

作者: lloovveerr 时间: 2009-1-19 20:58
跑跑GTA4 差距就出来了建议 LZ多上点游戏测试图

作者: albert2kiss 时间: 2009-1-19 21:07
:a33: 这是转的,明显是繁体的,您建议咱也上不了;
不过估计即使GTA4 Q8不如Q6,Q8也应该不会落后很多

作者: EcKaLo 时间: 2009-1-19 21:27
同样四核，多个新指令性能要有很大提升也不现实，低温省电是好事，不过低倍频对总频率的影响不小额，LZ转的测试里明显给66电压不低撒……不过这内存挺牛，1T跑500……话说FSB才400，内存上到500和400有大差么！？:a3:

作者: 游侠 时间: 2009-1-19 21:39
Q不会很差
就是倍频极低
超频不佳

作者: 3716363 时间: 2009-1-19 22:11
在2.8G的主频下比较有何意义...Q82有66能超吗?当然,不超频可能和评论所说一致...

作者: 3716363 时间: 2009-1-19 22:12

原帖由 albert2kiss 于 2009-1-19 21:07 发表
:a33: 这是转的,明显是繁体的,您建议咱也上不了;
不过估计即使GTA4 Q8不如Q6,Q8也应该不会落后很多

嗯,语过同学最喜欢叫人家转帖跟进详细报道,语过是坏淫

作者: EcKaLo 时间: 2009-1-19 22:16

原帖由 3716363 于 2009-1-19 22:12 发表
嗯,语过同学最喜欢叫人家转帖跟进详细报道,语过是坏淫

因为语过添情（报）嘛:a28:

作者: x_tf 时间: 2009-1-20 02:24

原帖由 3716363 于 2009-1-19 22:11 发表
在2.8G的主频下比较有何意义...Q82有66能超吗?当然,不超频可能和评论所说一致...

９０％的用户不超频，剩下９％的用户不超的极限使用。
所以在2.8G的主频下比较，对于９９％的用户有意义。

同频下比较才有意义，比超频就像说Ｅ２１８０超到３.2Ｇ
可以秒杀Ｅ６５５０一样没有任何意义。

作者: lloovveerr 时间: 2009-1-20 10:41
Q8 想销售的和Q66 一样红火显然是很不现实的
首先Q8必须等待Q66全面缺货,毕竟Q8价格比Q6要至少高了近100
其次,大多数人首先看的还是L2,至少大多数人第一眼是这样看的,而且Q8的L2比Q6要少了一半,又不是少了1M 2M (道出普通消费者的心声,老鸟不要飞臭鸡蛋和西红柿,我知道这么说很不专业,嘎嘎:a47: )
第三,对于绝大多数人来说,平民老百姓居多,所以动不动就上个1000以上价位的U 也不是小数目,买的人毕竟是少数(当然是以E2,E5,E7, AMD5000+ 5400+ 8450 为参照物来比较的)
第四,目前处于更新换代的浪尖,AMD 飞龙2, I7 X58 已经开始上市,如果参照第3条,那么平民老百姓很可能会抱这样的态度:换了就要被淘汰,与其这样还不如等等,毕竟今年I7也要被32NM淘汰)
第五,Q66到现在的销售红火程度也是累积了2年的时间,06年Q6就出来了,在DIYER心里打下了坚实的基础,一颗最低端的U 相当于AMD最高端的U(飞龙2不算) Q8对于他们来说,已经习惯性的脱口而出,阉割货,至于Q8么,INTEL很可能让其在OEM 好好服役一段时间,毕竟,这种不伦不类,没有受到DIYER一点好评的东西自然是一脚T到 OEM市场去了

[ 本帖最后由 lloovveerr 于 2009-1-20 10:45 编辑 ]

作者: 游侠 时间: 2009-1-20 11:11

原帖由 lloovveerr 于 2009-1-20 10:41 发表
Q8 想销售的和Q66 一样红火显然是很不现实的
首先Q8必须等待Q66全面缺货,毕竟Q8价格比Q6要至少高了近100
其次,大多数人首先看的还是L2,至少大多数人第一眼是这样看的,而且Q8的L2比Q6要少了一半,又不是少了1M 2 ...

:a22:

作者: 3716363 时间: 2009-1-20 11:18

原帖由 x_tf 于 2009-1-20 02:24 发表

９０％的用户不超频，剩下９％的用户不超的极限使用。
所以在2.8G的主频下比较，对于９９％的用户有意义。

同频下比较才有意义，比超频就像说Ｅ２１８０超到３.2Ｇ
可以秒杀Ｅ６５５０一样没有任何意义。

照你这么说...90%的用户不超频...那AMD应该过得很滋润的

作者: 3716363 时间: 2009-1-20 11:20
第四,目前处于更新换代的浪尖,AMD 飞龙2, I7 X58 已经开始上市,如果参照第3条,那么平民老百姓很可能会抱这样的态度:换了就要被淘汰,与其这样还不如等等,毕竟今年I7也要被32NM淘汰)

照这种心态就永远别买电脑了...那年不淘汰

作者: 3716363 时间: 2009-1-20 11:20

原帖由 EcKaLo 于 2009-1-19 22:16 发表

因为语过添情（报）嘛:a28:

有点道理:a22:

作者: liumiao73 时间: 2009-1-20 11:20
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作者: bora125 时间: 2009-1-21 17:32
q8不至于太烂的啊

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