架构变革! 深入研究"扣肉"与内存时序 | |
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| http://www.sina.com.cn 2006年07月25日 09:29 PCPOP-电脑时尚 | |
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作者：bit-tech.net 从SD内存时代开始，如何通过优化内存时序来提升系统性能，便已成为众多超频发烧友津津乐道的话题。从SD到DDR以至如今风头正劲的DDR2，内存延时始终是不可能避免的，而且大家普遍认为这个延时当然是越短越好。不过，随着近期国内外各大网站针对Intel新一代Conroe处理器测试的相继出炉，在感叹Conroe处理器性能强大的同时，发现其对内存延时却不是特别敏感，通过降低内存时序获得的性能提升是微乎其微。对此奇怪的现象，bit-tech.net做了一份更详细的Conroe处理器&内存测试报告，在此之前，首先让我们对Conroe处理器的核心架构有一个更深层的了解。 ● 集成更大的二级缓存容量  与AMD的独立二级缓存设计不同，Core微架构采用共享二级缓存设计，即两个核心共享4MB的二级缓存。采用共享缓存的好处是非常明显的，除了缓存容量容量利用率较佳，也可以减少缓存数据一致性对缓存性能所造成的负面影响。此外，因共享L2缓存之故，两个核心的第一阶缓存可直接对传数据，毋需通过外部的FSB，进而改善性能。此外还有更为重要的一点，当其中一个核心空闲时，另一个核心可已使用全部4MB缓存，大大提高缓存的使用率，有效提高系统性能。
● 内建data prefetch（数据预先撷取器）
 由Socket 939的Athlon 64开始，AMD便开始采用将内存控制器集成于CPU内核当中的设计，这种设计的好处在于，可以缩短CPU与内存之间的数据交换周期，以前都是采用内存控制器集成于北桥芯片组的设计，改成集成于CPU核心当中，这样一来CPU无需通过北桥，直接可以对内存进行访问操作，有效的提高了处理效率。但这样的设计存在的问题就是对内存延时要求很高，内存延时的提高会给系统性能带来很大的影响。
 相对于AMD的处理器内部集成内存控制器，Intel平台的内存控制器设计在北桥芯片当中，这无疑为处理器访问内存带来更高的延时。不过Intel为了降低这种设计缺陷带来的影响，在Core微架构每个核心分别内建一组指令及二组数据预先撷取器，而共享的L2缓存控制器内建两组、可动态分配至不同的核心的数据预先撷取器，可根据应用程序数据的行为，进行指令与数据的预先撷取动作，让所需要的内存地址数据，尽量存放在缓存之中，减少存取内存的次数，这样的设计有效地提高了系统性能。
● 小结：
通过以上的资料显示来看，Conroe处理器内部集成更大的二级缓存容量以及内建data prefetch（数据预先撷取器）将是直接影响内存延时的重要因素，下面我们将通过测试来进一步验证。CPU选用了Core 2 Duo E6600与Core 2 Duo E6400，通过L2缓存容量的不同将更直观的对比内存延时带来的性能差异。
 内存方面选用了三款来自Corsair（海盗船）的产品，三款内存全部为DDR2-800规格，仅仅在默认SPD时序方面有所不同。
处理器：
Core 2 Duo E6600 - 2.40GHz, 1066MHz FSB, 4MB L2 cache;
Core 2 Duo E6400 - 2.13GHz, 1066MHz FSB, 2MB L2 cache
内存：
2×1GB Corsair XMS2-6400C3 running at DDR2-800 with 3.0-3-3-9 timings;
2×1GB Corsair XMS2-6400C4 running at DDR2-800 with 4.0-4-4-12 timings;
2×1GB Corsair XMS2-6400PRO running at DDR2-800 with 5.0-5-5-15 timings.
本文测试数据来自bit-tech.net，文章中所涉及内容并不代表本站观点，仅供大家提供参考。
● Sisoft Sandra 2007
  在首先进行的Sisoft Sandra 2007测试中的两项测试：内存带宽测试与内存潜伏时间测试，其中后者则更能说明内存延时的问题。在测试中E6400与E6600的测试结果差不多，递减的趋势也基本一致。
● SuperPI Mod 1.5
 从以往的测试经验来看，SuperPI对内存容量并没有太多需求，而是对内存时序比较敏感。此次的测试结果却恰恰反映出Conroe处理器对内存时序并不依赖，在E6400 L2 2MB方面4-4-4-12与3-3-3-9的成绩相差不到1秒，而在E6600 L2 4MB方面的测试差距则进一步减少。
● Adobe Photoshop Elements 4.0
 在Adobe图像编码测试中的结果与SuperPI 2MB的测试结果相差不多，通过内存时序带来的性能提升微乎其微，其中L2为4MB的E6600更是如此。
● Xvid Encoding
 在Xvid影音编码中，E6400与E6600在3-3-3-9与4-4-4-12不同内存时序下获得的提升大约在8秒左右，整体提升在1%。
● MP3 Encoding
  在LAME MT的MP3音轨换转中，通过内存时序带来的性能提升不超过2秒。
● MP3 to WAV Decoding
  在MP3格式转换WAV测试中，无论内存时序是3-3-3-9、4-4-4-12还是5-5-5-15，对测试结果则没有丝毫影响。
● File Compression & Encryption
  在影音压缩与图片压缩两项测试中，内存时序3-3-3-9相对于4-4-4-12可以带来大约6%的性能提升。在测试中E6400与E6600的测试结果差不多，递减的趋势也基本一致。
● File Decompression & Decryption
  在WINRAR压缩/解压缩测试中，通过内存时序带来的性能提升仅仅为1秒。可以注意到，此时E6400与E6600的测试结果相当接近，E6600并没有通过L2 4MB获得太多提升。
● Photoshop Elements 4.0 with Xvid Encoding
 ● Photoshop Elements 4.0 with Audio Encoding
 在利用Photoshop进行的两项影音编码测试中，可以看出通过内存时序带来的性能提升也并没有显著提高。
● Gaming Platform Peformance
   在游戏测试中，通过内存时序并没有对性能产生直接影响。相反，游戏对处理器二级缓存的利用率在此可以一目了然，我们发现在《Call Of Duty 2》中E6400与E6600的性能几乎是没有分别的。
● High-Res Gaming Peformance
   在高画质条件下，E6400与E6600的性能差距进一步缩近，E6600 L2 4MB在此几乎体现不出任何优势。
● 总结：
正如我们文章开头中所描述的一样，Core微架构采用共享二级缓存设计，可以很大程度缩短了处理器与北桥内存存储控制器的访问。而在实际测试中，这种性能差异在L2 4MB的Conroe处理器中尤为明显。
当然，在对一些影音解码以及解压缩测试中，低延时内存性能带来的提升会明显一些，不过你也要为此花费更多的金钱。或许对于Conroe处理器来说这种投资是不必要的，我们认为DDR2-800 4-4-4-12已经可以很好的满足实际需求！
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