Intel PC新平臺：Ivy Bridge處理器的3大改變

在2012年4月23日，Intel終於正式對外發表新一代Ivy Bridge處理器，這也是該公司針對個人電腦推出的Core i系列第3代處理器，同樣以性能分為i7、i5、i3，型號命名原則也上代差不多，不過處理器的製程已經全面進入22奈米，意思是體積更小、更為省電。

從目前Intel的規畫來看，目前首批Ivy Bridge處理器發布的是4核心的桌上型與筆電型產品，我們在官方網頁上已經可以查到6款用於桌上型電腦的Core i5處理器，以及14款用於桌電與筆電的Core i7處理器。

至於主流的雙核心筆電平臺處理器，以及低階的i3與適用於Ultrabook的超低電壓等系列，這些產品可能要等到6月底或第3季才會有產品上市。

這次Intel的PC新平臺最引人注目的改變，有3大方面，他們加強了處理器省電、繪圖處理能力與I/O傳輸速度。Ivy Bridge的最大特色就是製程的改變，今年PC處理器終於從32奈米進一步縮小到22奈米，這對於降低處理器功耗有很大的幫助，加上採用3D Tri-Gate電晶體技術，因此提高電晶體密度，並增加電源感應節能技術，如此更加強了新平臺對於能耗的控制。

 特色1  散熱設計功耗降低，執行效能仍持續提升

從這次發表的桌上型與筆電型處理器產品來看，在核心架構上其實並沒有太大的變化，在官方規格中可看出最明顯的變化是，桌上型處理器的4核心Core i5和i7處理器的散熱設計功耗（TDP），普遍降低，以耗電量較高產品的TDP而言，全部變為77瓦，與上一代的同性質產品相比（95瓦），差不多降低了19％。

微架構上，Ivy Bridge仍是採用Sandy Bridge，從首批發布的處理器來看，它們和上一代同等級產品在時脈規格上相差不多，甚至略有提升。我們從強調低功耗的處理器來看，TDP雖然仍是65瓦與45瓦，與上一代相同，時脈規格卻更進一步，像是Core i7-3770S和前一代的Core i7-2600S的TDP都是65瓦，但後者只有2.8 GHz，而前者時脈則有3.1 GHz。

官方所提供的測試報告中，以兩代同時脈的產品來看，運算效能增幅在3％～10％之間。我們實際以NuClearus Multi Core 2.0版效能軟體的測試，瞭解到新處理器在浮點運算與邏輯運算方面有些微的領先，比起上代首批發布的產品，效能提升幅度則接近1成，測試結果相差不多，但多執行緒運算上的優勢卻相當顯著。

雖然運算效能提升程度僅稍微增加，不過從耗電量來看，Core i7-3770K的TDP僅有77瓦，相較於Core i7-2600K的95瓦，在散熱功耗設計的減少下，居然還能達到效能提升，這才是Ivy Bridge處理器進步最大之處。

而從新的筆電平臺4核i7處理器來看，與上代產品相比，TDP似乎變化不大，極致版仍是55瓦，一般版也同樣是45瓦，但多了1款35瓦的低電壓版本，這是上代處理器中不曾出現過的。這意味著，Intel在未來4核心產品上，也將開始提供低功耗的版本（功耗能與雙核心產品相同）。同樣的，以首批推出的新處理器時脈規格來看，現在的第3代Core i處理器，最低時脈也比前代高了一點，Core i7-3612QM的2.1 GHz要比Core i7-2620QM的2.0 GHz來的高。

 特色2  7系列晶片組原生支援USB 3.0，並整合多項新技術

對應新的處理器平臺，Intel也推出7系列晶片組（Panther Point）應用在主機板上。在新晶片組中，可分成桌上型電腦平臺（Z77、Z75、H77、Q77、Q75、B75），以及筆記型電腦（HM77、UM77、HM76、HM75）。

與之前6系列晶片組最主要的不同就是在I/O介面部份。Intel新一代個人電腦晶片組終於原生支援USB 3.0與PCIe 3.0，再加上本來就有的SATA 3.0傳輸埠，Ivy Bridge平臺的周邊傳輸效能，預計將有更佳的表現。而基於7系列晶片組所推出的主機板，理所當然將強調這些功能。

以USB埠而言，新平臺內建的14個USB埠中，一般將具有4個是USB 3.0連接埠，其他10個為USB 2.0，從原生支援的角度來看，Intel的大力支持，可望帶動USB 3.0周邊裝置的普及速度。而對於支援PCIe 3.0標準規範，個人電腦可搭配符合此規格的獨立顯卡或SSD固態硬碟，不過，目前此規格的介面裝置少。此外，Intel這次也將Thunderbolt加入選配功能中，為Thunderbolt接口保留一條×4通道，使整體I/O傳輸規格上具有更多的支援性。

不過，雖然處理器的散熱設計功耗降低，多數人可能沒注意到的是，晶片組的散熱設計功耗比上一代高一些，從6.1瓦變為6.7瓦，雖然差異不大，但也將影響到整體平臺的散熱與耗電表現。

 特色3  核心顯示技術提升繪圖運算效能

第3代Core i處理器在圖形顯示能力方面，這次同樣有所提升。相較於Sandy Bridge內建的Intel HD 2000與HD 3000，Ivy Bridge則是搭配新的HD 2500與HD 4000。

新一代的繪圖核心對於多媒體應用的支援性也大增，並大幅加強3D運算方面的效能。其中微軟DirectX的版本支援從10.1變成11，是最大的進步，能帶來更佳的視覺體驗，像是大幅改進多執行緒的渲染效能。同時，其他支援的繪圖技術規格也有提升，例如OpenGL支援版本從3.0變成3.1，而支援OpenCL 1.1也將使應用程式透過API的呼叫而能使用繪圖核心。

在繪圖效能上，新處理器增強了處理核心與繪圖核心對於L3快取的共享，使得運算處理與資料交換可以有更好的表現，並且，在繪圖核心使用的EU數量(Execution Unit)方面，HD 4000提升到16個（HD 3000為12個），可預期的是，HD 4000在繪圖效能方面會有比較大的進步，不過HD 2500仍維持6個EU數量，沒有變動。

比較有趣的地方在於，從桌上型繪圖時脈規格上來看，過去Sandy Bridge桌上型高階i7處理器內建GPU的時脈在850~1300 MHz之間，現在Ivy Bridge則是一致維持在650～1150 MHz之間，基礎時脈明顯比前代降低，不過兩代筆電處理器的基礎繪圖時脈倒是沒有太大的變化。

其他明顯的改進在於，對於多螢幕顯示輸出方面，HD 2500/4000的支援數量也從2臺變成3臺，搭配的無線投影技術WiDi（Wireless Display）也將從2.1提升為3.0版本，使傳輸影像的解析度可達到1080P Full HD的水準。

而在上一代Core i處理器中 HD 2000/3000中，Intel所推出的Quick Sync Video技術，在新平臺中也進一步來提升影片編解碼效率。

從實際測試的結果來看，以我們拍攝的一段影片，其測試檔案大小為757MB的MOV檔，影片內容為7分17秒。關閉此功能時，轉換成MP4檔案格式（H.264）的時間為81秒，開啟此功能後，轉換只需要21秒。轉換速度快，轉換效率也比前代高（上代我們測試過的轉換效率提升了6成2，這代轉換效率的提升幅度達7成4。）

新處理器平臺的其他重要改變

除了在製程上的重大轉變，Ivy Bridge延續了上一代的Turbo Boost（2.0）技術，使CPU與GPU能夠同樣利用此技術，自動提高執行核心的時脈。此外，將實體核心模擬為兩個虛擬核心的Hyper-Threading技術，在支援程度上也應當沒有太大變化，目前看來，與上代規則相當，用於桌電與筆電的Core i7筆電平臺將全部支援，而用於桌上型電腦的Core i5系列處理器不支援。

而Ivy Bridge還增強了AVX指令集，新的AVX指令集支援半浮點運算以及亂數碼產生的能力。更值得注意的是記憶體方面，維持DDR3雙通道的設計，不過記憶體控制器升級支援DDR3-1600，且筆電平臺也開始支援低電壓版的DDR3L-1333標準。

最後，我們來看安全性功能的改變，除了原有的Anti-Theft防盜技術，以及去年與Ultrabook一同推出的Identity Protection Technology身分保護技術之外，在第3代Core i處理器中，Intel特別在處理器內加入一些安全功能──Secure Key及OS Guard。

Secure Key──藉由硬體隨機產生的數位碼，以強化加密演算法的安全性

由於每個加密演算相關的功能，像是TLS、VPN等機制，都需要隨機產生的數位密碼，過去這串數字多是由軟體所產生，但軟體產生必然有公式，只是重複出現機率較低，因此仍有破解的可能性。而現在的Secure Key技術，是處理器內的一個指令所產生，它是利用每個硬體零件的獨特性，根據環境變數（像是處理器溫度等）而產生亂數號碼，可以視為一種利用硬體方式所產生的編碼。未來的應用程式若需要用到亂數產生器，便可利用此技術來取代原來軟體式的亂數產生器，另一方面，即將推出的Windows 8也將支援這項技術，像是BitLocker功能便能夠利用此技術，藉以產生無規則可循的隨機密碼，以強化加密演算法的安全性。

OS Guard──從底層做到系統安全的防護，以避免遠端的攻擊

此功能的目的在於防止某些系統的惡意程式攻擊，透過核心階層進入作業系統。這種處理器防護控制的方式是從整個作業系統的最底層開始，跨越在作業系統之上，可保護核心記憶體的安全性，而不像過去靠作業系統來偵測的方式，由更底層來做到防護效果，因此理論上提供更完善的防護，可防護來自遠端的攻擊。

綜合來看，隨著Intel的Tick-Tock處理器開發模式，新平臺的製程轉變也將逐步使整體平臺擁有更佳的效能功耗比，這一代的Ivy Bridge比臺雖然在效能上進步幅度不及Sandy Bridge推出時那樣明顯，但對於I/O傳輸、安全功能，以及即時反應的技術方面，確有顯著的加強。重要的是，散熱設計功耗的降低，對於未來輕薄筆電的發展也相當有利，而繪圖處理的成長，也將減少PC對於獨立顯示卡的依賴，並能夠使AIO電腦、Ultrabook筆電具有更佳的視覺體驗。

Ivy Bridge平臺的未來焦點在於Ultrabook與Windows 8

隨著Intel新處理器的推出，大家也別忘了，今年6月將有新一代的Ultrabook登場，硬碟混搭的機種也將越來越多，此外，下半年微軟新一代作業系統也將發布，而Ivy Bridge處理器也將對應這些新產品，帶給使用者新的PC使用體驗。

Sandy Bridge處理器可適用於兩代主機板

Ivy Bridge處理器採用LGA 1155的CPU針腳規格，和上一代Sandy Bridge處理器相同，就主機板而言，有一定的支援相容性。簡單來說，兩代處理器可搭配6系列晶片組，也可用於7系列晶片組，但要注意的是，Ivy Bridge雖可相容於6系列晶片組，但只有H61、H67、P67與Z68晶片組是支援的，且需要升級BIOS、圖形顯示與Management Engine（ME8）驅動程式才能有效支援，而Q65、Q67與B65則是不支援的。

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