Core i7家族深度了解!
2006年，Intel正式发布了酷睿2/Core 2处理器，同时宣布了每年更新CPU的“Tick-Tock”计划，“Tick”代表CPU制作工艺上的改进，而“Tock”则代表CPU架构上的更新。作为“Tock”计划的65nm Core 2，先进的Core架构使得其拥有强大的性能与更好的能耗比，一直处于领先水平。2007年，“Tick”计划的45nm Core 2（Penryn）如期发布，性能继续保持领先。2008年，“Tock”计划如期到来，采用全新Nehalem架构的CPU即将发布，那就是Core i7。
Core i7（Nehalem）属于Tock计划
Core i7是一款基于全新Nehalem架构的CPU，采用LGA 1366接口，集众多先进技术于一身，如集成内存控制器、三通道技术支持、全新QPI总线、超线程技术的回归、Turbo Mode内核加速等。为大家送上了Core i7 940，使大家对Core i7有了初步了解。
Core i7家族来访，从左到右分别是Core i7 920、965、940
Core i7采用的是全新Nehalem架构，虽然是新架构，但Nehalem还建立在Core微架构（Core Microarchitecture）的基础上，通过大幅增强改进而来的，外加增添了超线程（HT）、三级Cache、TLB和分支预测的等级化、集成内存控制器（IMC）、QPI总线和支持DDR3等技术。比起从Pentium 4的NetBurst架构到Core 微架构的较大变化来说，从Core 微架到Nehalem架构的基本核心部分的变化则要小一些，因为Nehalem还是4指令宽度的解码/重命名/撤销。
Nehalem的核心部分比Core微架构改进了以下部分：
全新缓存设计：采用三级缓存设计，L1的设计与Core微架构一样为内核缓存；L2采用超低延迟的设计，每个核心各拥有256KB的L2缓存，同时L2缓存也是内核缓存；L3则是采用共享式设计，被所有核心共享使用。
集成了内存控制器(IMC)：内存控制器从北桥芯片组上转移到CPU片上，支持三通道DDR3内存，内存读取延迟大幅减少，内存带宽则大幅提升，最多可达三倍。
快速通道互联（QPI）：取代前端总线(FSB)的一种点到点连接技术，20位宽的QPI连接其带宽可达惊人的每秒25.6GB，远超过原来的FSB。QPI最初能够发放异彩的是支持多个处理器的服务器平台，QPI可以用于多处理器之间的互联。
Nehalem的核心部分比Core微架构新增加的功能主要有以下几方面：
New SSE4.2 Instructions （新增加SSE4.2指令）
Turbo Mode （内核加速模式）
Improved Lock Support （改进的锁定支持）
Additional Caching Hierarchy （新的缓存层次体系）
Deeper Buffers （更深的缓冲）
Improved Loop Streaming （改进的循环流）
Simultaneous Multi-Threading （同步多线程）
Faster Virtualization （更快的虚拟化）
Better Branch Prediction （更好的分支预测）
Core i7的改进：原生四核+全新缓存设计
Core 2 Quad系列四核处理器其实是把两个Core 2 Duo处理器封装在一起，并非原生的四核设计，通过狭窄的前端总线FSB来通信，这样的缺点是数据延迟问题比较严重，性能并不尽如人意。Core i7则采用了原生四核设计，采用先进的QPI（QuickPath Interconnect，下面将进行介绍）总线进行通讯，传输速度是FSB的5倍。
Core i7采用全新三级缓存设计，L1和L2缓存为内核缓存，具有超低延迟，其中L1缓存由32KB指令缓存+32KB数据缓存组成。Core i7的L2缓存和Core 2的L2缓存并不相同，Core i7的L2与L1均为内核缓存，每个内核256KB（256KBx 4）。L3采用共享式设计，被片上所有内核共享，容量为8MB。
Core i7的改进：采用全新QPI总线
Core i7的Nehalem架构最大的改进在前端总线（FSB）上，传统的并行传输方式被彻底废弃，转而采用类似于PCI Express串行点对点传输技术的通用系统接口（CSI），Intel称之为QuickPath Interconnect（QPI）总线技术。QuickPath的传输速率为6.4Gbps，这样一条32bit的QuickPath带宽就能达到25.6GB/sec。QuickPath的传输速率是FSB 1333MHz的5倍，前者虽然数据位宽较窄，但传输带宽仍然是后者的2.5倍。更高带宽的DDR3内存加上三通道技术的引入，FSB的传输带宽已经完全不能满足要求，成为系统瓶颈，因此全新的QPI总线引入势在必行。通过QPI总线，可以有效地降低了处理器和各个硬件之间数据传输的延迟，能有效地提高系统性能。
不难看出，AMD在2003年推出HyperTransport高速串行总线，并逐渐在高性能运算领域建立优势之后，Intel也迎头赶上，全新的QPI总线会把Core i7以及后续处理器的性能提升到新高度。
Core i7的改进：内存控制器+三通道技术
内存控制器（Memory Controller）相信大家不会感到陌生，竞争对手AMD早在2003年K8时代CPU已经集成了内存控制器，能大幅提升内存性能。而Intel方面则表示由于时机还不适合，即使是2006年推出的Core2处理器也没有集成内存控制器，这也使得优秀Core 2在内存性能上一直处于Athlon 64 X2与Phenom系列的下风。
Intel当然不允许内存性能处于下风的局面一直存在，2008年推出的Core i7终于拥有集成内存控制器IMC（Integrated Memory Controller），而且可以支持三通道的DDR3内存，运行在DDR3-1333（支持XMP技术的内存更可运行在1600MHz的频率），内存位宽从128位提升到192位，这样总共的峰值带宽就可以达到32GB/s，达到了Core 2的2-4倍。处理器采用了集成内存控制器后，它就能直接与物理存储器阵列相连接，从而极大程度上减少了内存延迟的现象。
Core i7的改进：超线程技术回归
超线程技术（Hyper-Threading，HT），最早出现在130nm的Pentium 4上，超线程技术就是利用特殊的硬件指令，把两个逻辑内核模拟成两个物理芯片，让单个处理器都能使用线程级并行计算，进而兼容多线程操作系统和软件，减少了CPU的闲置时间，提高的CPU的运行效率。超线程技术使得Pentium 4单核CPU也拥有较出色的多任务性能，现在通过改进后的超线程技术再次回归到Core i7处理器上。而超线程技术又称为同步多线程技术（Simultaneous Multi-Threading，SMT）。
同步多线程（Simultaneous Multi-Threading，SMT）是2-way的，每核心可以同时执行2个线程。对于执行引擎来说，在多线程任务的情况下，就可以掩盖单个线程的延迟。SMT功能的好处是只需要消耗很小的核心面积代价，就可以在多任务的情况下提供显著的性能提升，比起完全再添加一个物理核心来说要划算得多。比起Pentium 4的超线程技术，Core i7的优势是有更大的缓存和更大的内存带宽，这样就更能够有效的发挥多线程的作用。按照Intel的说法，Nehalem的SMT可以在增加很少能耗的情况下，让性能提升20-30%。
Core i7的改进：自动超频，核心加速
Turbo Mode，故名思义，就是加速模式，它是基于Nehalem架构的电源管理技术，通过分析当前CPU的负载情况，智能地完全关闭一些用不上的核心，把能源留给正在使用的核心，并使它们运行在更高的频率，进一步提升性能；相反，需要多个核心时，动态开启相应的核心，智能调整频率。这样，在不影响CPU的TDP情况下，能把核心工作频率调得更高。
文本处理再提速!完整SSE4指令支持
完整的SSE 4(Streaming SIMD Extensions 4，流式单指令多数据流扩张)指令集共包含54条指令，其中的47条指令已在45nm的Core 2上实现，称为SSE 4.1。SSE 4.1指令的引入，进一步增强了CPU在视频编码/解码、图形处理以及游戏等多媒体应用上的性能。其余的7条指令在Core i7中也得以实现了，称为SSE 4.2。SSE 4.2是对SSE 4.1的补充，主要针对的是对XML文本的字符串操作、存储校验CRC32的处理等。
