1993-2005:地球77款CPU对决18项测试
一个世纪过去了,试问一下,20世纪什么东西对人们的生活产生了重大的影响?小编觉得答案一定各色各样,但是有一个肯定少不了,那就是个人电脑。
仅仅看离我们最近的一段时间,20世纪末21世纪初的这15年左右,从1990年开始,电脑的发展可以说是一日千里,尤其是电脑的核心部件中央处理器的发展,可以说是一个奇迹。15年前你有没有想过在线播放流媒体,实时的视频交流,同时运行多个大型软件?这在当时几乎是天方夜谭的事情,在如今都变成了现实。
世界上第一台通用型计算机:ENIAC
功率概念的提出人瓦特,如今CPU的发展可能也会另他大吃一惊
上图是1993年至今,AMD和Intel公司生产的CPU的频率的变化曲线图。
还有什么能说明CPU的发展速度呢?再给大家举一个例子,Intel于1971年生产的4004仅仅集成2300个晶体管,而现在的Pentium Extreme Edition 840集成了2.3亿个晶体管,晶体管的数量整整增长了10万倍。工作电压也由最一开始的12v一路直线下降到1.2v左右。
发热量的增大制约了频率的提升
随着频率的不断提升,CPU的发热量也是与日俱增,上图是1993年至今CPU功耗的曲线图,从最易开始的20w不到增加到了如今的130w以上。
CPU频率的提升似乎还没有到尽头,我们小编也曾在风冷的状态下将一颗Pentium 4处理器超频至4GHz以上,目前的世界纪录已经超过了7GHz,不过这是用极其BT的散热方式达到的。这么看来频率似乎不是制约CPU发展的因素,目前两大CPU生产商要要应对是如何在频率提升的同时控制不断升高的发热量。Intel为什么临时改变计划,取消4GHz处理器的计划,就是这个原因。
从1993年至今,CPU的频率提升了多少,大家知道吗?1993年,Pentium 60的主频为60MHz,而现在的Pentium 4 670的主频达到了3800MHz,整整提升了63倍。内存的容量也发生了巨大的改变,如今随便找一个入门级的电脑,其内存的容量都要超过当年电脑硬盘的容量。从CPU到内存,频率升高了,容量变大了,但是整机的性能有多大的提升,大家有概念吗?给大家举一个例子就清楚了,1993年的时候,想要把一张CD压缩成MP3格式需要5个小时的时间,而如今只需要5分钟!
再来看网络方面,上世纪90年代中期,最快的网络速度为10M,而如今,无线网络的速度都能轻易达到54M。
上图中小的是1993年Pentium系列CPU用的散热器,大的是目前Pentium 4系列CPU用的散热器。再回过头来看看我们上个世纪90年代的散热器,再与现在的Pentium 4系列风扇做对比,差别实在太大,频率的递增热量的增大,散热器无疑需要做得更大才得以对付。
双Pentium Pro平台,搭配96MB内存,当时可谓是优异配置
主频200 MHz的Intel Pentium Pro处理器
2MB二级缓存的Pentium Pro处理器当时只被应用在了少数的服务器领域。
有的朋友可能要问了,是不是以前的东西都淘汰了,有没有一直被人们使用坚持到现在的?小编想来想去,找到一个,那就是3.5寸软驱。从它的发明到现在,它已经为人们服务了18个年头了,真是宝刀未老。
下面我们总结了从1993年到2005年,AMD与INTEL处理器每MHz提升的功率变化曲线:
上图为1993年至今,AMD公司生产的CPU的单位功耗的性能曲线图。
上图为1993年至今,Intel公司生产的CPU的单位功耗的性能曲线图。
如今频率的提升似乎还看不见瓶颈,不过发热量却是厂商最头疼的问题。因此,现在越来越多的用户开始关心CPU单位功耗的性能。就目前来讲,AMD公司在功耗的控制方面比Intel要好,大家从为什么那么多的人买AMD的Althlon 64而不买Intel的Pentium 4就能看出来,功耗确实是人们看中的一个特征。
● Pentium 4 600系列Pentium 4 600系列CPU的核心面积为135mm2支持EIST(Enhanced Intel SpeedStep Technology)、XD, EM64T, and TM2 (Thermal Monitor 2)。
购买Pentium 4 600系列CPU的时候,我们可以从包装盒的产品编码的最后5位来认识CPU的特性。例如:SL729代表该CPU采用90nm制程,支持HT和64位运算。CPU的顶盖上也能看见类似的编号。
不过虽然Pentium 4 600系列拥有2MB的超大二级缓存,但是由缓存带来的性能提升却是比较有限的,主要是因为缓存的延时进一步增加了。目前Pentium 4 600系列较高级别的CPU是Pentium 4 670,主频高达3.8GHz。
● Pentium D 800系列
除了单核CPU方面的产品以外,Intel还有基于双核心的Pentium D 800系列,集成2.3亿个晶体管,核心面积206mm2,采用90nm制程。Intel把其命名为Pentium D,这个“D”就是英文中双核“dual-core”的首字母。
由于Intel的Hyper Threading技术,我们在任务管理器中能看见4个核心同时工作。
Pentium D的核心代号Smithfield,内部集成2个Prescott核心,各自拥有1MB的二级缓存,两个核心之间通过800MMHz的FSB通讯。
另外,Pentium D 800系列需要搭配DDR2 667 内存和945/955芯片组工作。
由于采用了双核心设计,Pentium D 800的功耗进一步的增加,主板上需要通过另外的8针辅助供电接口供电,电源需要符合ATX 12V 2.2规范。
虽然Pentium D集成了两个核心,但是对超频似乎没有什么影响,我们很轻易的就能把它超至4GHz以上。如果采用水冷散热器,效果可能会更好。
● Pentium Extreme Edition系列
Pentium Extreme Edition 840的售价高达1100美元。
频率3.2GHz的Pentium Extreme Edition 840也能超至4GHz。
Pentium Extreme Edition最大的好处就是没有锁定倍频,这对超频的帮助相当大。
由于支持HT技术,在任务管理器中我们还是能看见4个处理器并行工作。
当然对于普通的桌面应用来讲,Pentium Extreme Edition的性能提升有限,而且价格不是一般人能够接受,因此它的性价比非常的低。不过Pentium Extreme Edition真正厉害的地方还是传统的工作站程序的应用,比如:3D Studio Max, Lightwave, Solid Works等。更高端的用户也可以购买2块Pentium Extreme Edition以组成双处理器系统,进一步提升性能。
为了满足CPU不断提升的供电要求,Intel还专门针对LGA 775平台制订了一个辅助供电模块(Voltage Regulator Module)的规范,有9.1和10.1两个版本。目前为止,Gigabyte公司专门为双核系统推出了符合VRM-Spec 9.1标准的辅助供电模块U-Plus DPS。
对供电的要求
Intel VRM Specification 9.1设计规范
上图是各个平台的功耗情况,双核平台的功耗已经超过了130w。
为了由速度愈来愈快的处理器所产生的问题,英特尔推出效能需求位(Performance Requirement Bit)这个概念。这个示警信号主要用来检验主机板能否符合高速处理器的需求,如果不符合,处理器会自动降速到2.8GHz的安全模式。
800系列中,一旦CPU的频率过高,系统就会自动把倍频降到14,以保护整个系统。在500和600系列中也有该技术的应用。
自从AMD退出桌面芯片组市场以后,其相应的主板芯片组都由第三方厂商来生产,主要有:ALi/ULi, ATI,NVIDIA, SiS以及VIA。其中NVIDIA已经成为AMD芯片组平台的主力军。● AMD处理器的核心代号
AMD处理器的核心代号的命名相当复杂,一般人很容易混淆。就拿Athlon 64 3500+来说,它存在支持SSE3和不支持SSE3以及90nm制程和130nm制程4个版本,核心代号分别为Clawhammer, Newcastle, Winchester和Venice,大家在购买的时候一定要看仔细。
测试Socket 754接口的CPU我们采用Epox EP-8NPA-SLI主板。
Socket 754接口的Athlon64一共有3个版本,分别为具有1MB二级缓存的Clawhammer,具有512KB二级缓存的Clawhammer和具有512KB二级缓存的Newcastle。2005年以后,还推出了256 kB缓存的Sempron处理器。
所有的Socket 754接口的处理器都采用130nm制程,并且都只集成单通道的内存控制器。相应的芯片组主要有nForce 3 150/250, VIA''s K8T800以及SIS的755FX。
Socket 754接口的处理器集成了单通道的内存控制器
Socket 754接口的AMD Athlon64 3400+
Socket 754接口的Athlon64 3700+
Asus K8N-E Deluxe主板(采用nForce 3 250GB芯片组)
E3步进90nm制程的Sempron仅有128k的二级缓存
E6步进的Sempron支持64位运算
AMD 64位处理器已经发布2年,期间也经历了八种核心,你是否能对其了解。包装盒上的全息防伪标签。
包装盒上的封条。
Clawhammer核心采用Socket 940封装,FX-53和FX-53都是采用该核心,二级缓存1MB。另外最新的Athlon 64 4000+也是采用的该核心。
FX-53和Athlon 64 4000+采用相同的核心,但是FX-53的价格却要比后者贵15%。两者的主要区别是FX系列完全不锁倍频,而Athlon 64只能降低倍频。为了扩大其产品线,AMD还推出了只有一般二级缓存的3400+和3500+,核心代号Clawhammer-512 (C0)。
Newcastle (CG)核心同样只有512Kb的二级缓存,由于改良了内存控制器,使得对内存的兼容性大大增强,目前有Athlon 64 3000+, 3200+, 3500+,3800+几个型号。
2004年11月,AMD正式转入90nm制程,推出Winchester (D0)核心的CPU,共有3个型号,分别为:Athlon 64 3000+, 3200+和3500+,该系列CPU以极低的发热量和不错的超频性能深得广大消费者的喜爱。
2005年的5月,AMD又推出了其采用90nm制程、SOI(Silicon on insulator)技术封装的双核CPU。
Athlon 64 X2处理器从外观上看和普通的Athlon 64处理器并无二致。
最新版本的CPU-Z能正确地识别出Athlon 64 X2处理器。
Athlon 64 X2处理器性能异常强劲,在我们的应用程序测试中成绩领先同档次的Intel处理器24%,游戏性能更是领先Pentium D 840高达47%之多。另外在发热量方面,Athlon 64 X2也要比Pentium D低15%左右。
其后,AMD又发布了核心为Manchester (E4)的Athlon 64 X2 4600+, 4200+和3800+。这三款CPU每一个核心都只有512KB的二级缓存,核心面积为147mm2,同时功耗也降低到了89w。
在发布了双核CPU之后,AMD还发布了核心为San Diego (E4)的一款单核处理器Athlon 64 FX-57,主频2.8GHz,支持SSE3指令集。性能超越Pentium Extreme Edition 840有30%之多,价格却比对手还要便宜10%。采用San Diego核心的处理器还有Athlon 64 FX-55, 4000+和3700+。
Athlon 64 FX-57
我们使用Asus A8N-SLI主板作测试,该主板采用NVIDIA nForce 4 SLI芯片组。
再来看看AMD的全系列CPU(点击放大)
AMD系列CPU的发展历程(点击放大)
Intel处理器的产品线(点击放大)
Intel系列CPU的发展历程(点击放大)
测试平台接下来的测试我们将使用Gigabyte 8I955X-Royal主板,其采用Intel 955X芯片组,支持Socket 775封装的CPU,并且还支持DDR2 1066以及FSB 1066。
测试500和600系列CPU我们将采用MSI 945P Platinum主板,其采用Intel 945D芯片组。
QUAKE III中还是AMD相对领先Intel。
Doom 3利用了最新的显卡技术,并把CPU的处理能力推到了绝对的极限。在它的最高设置Ultra Quality下,纹理大小超过了500MB,那意味着即使是下一代显卡也将很难兼顾所有的东西。每个测试运行三次,取第三次运行的结果。Doom 3引擎是现今顶尖的实时着色引擎,它是我们用来“折磨”显卡的,但是对CPU的要求也同样不低。Doom 3中,1024 x 768分辨率下,AMD顽胜对手。
Doom 3中,在1280x1024分辨率下,AMD和Intel互有胜负。
这款游戏虽然命名为2004,但采用的仍是上一代UT2003的图形引擎,也就是说UT2004仍然是一款基于DirectX8.1的游戏,而并非大家所猜想的DirectX9,这不能不说是一个遗憾!虽然如此,UT2004超强的图形表现还是进一步提高了对系统。
虚幻竞技场2004 (Unreal Tournament 2004) 是一个受欢迎的FPS游戏,我们的测试采用timedemo的方法。Unreal Tournament 2004中也是AMD以绝对优势领先对手。
《Far Cry》游戏的完美画面与《虚幻2》不相上下。受大众喜爱的引擎“ragdoll physics”完全达到效果。绝对的全屏抗锯、纵深场景的细致刻画、真实的物理效果、实时光影效果……游戏在画面上的表现可以说已经达到了CG品质,比起去年E3上技压群雄的《DOOM 3》也是毫不逊色。FarCry中还是向AMD一边倒的情况。
显卡项目&nb CPU项目
3DMark05的测试成绩Intel普遍偏好一点。3DMark05的CPU测试中,双核CPU处于领先地位。
Microsoft Windows Media编码的成绩和刚才一样。
MainConcept MPEG Encoder 是一个功能强大的MPEG编码软件,可以帮助你快速的将AVI文件压缩并重新编码为高品质的MPEG视频文件,压缩速度很快,支持批处理操作,支持将多个MPEG文件合并为一个MPEG文件,程序界面友好。我们使用MainConcept对一个DV文件进行MPEG2的转换。结果和前两个视频编码的成绩一样,双核CPU占优势,AMD领先Intel。
DivX视频编码结果和前三个也是一样。
Pinnacle Studio 9 plus是富有创造性的视频编辑软件,它是基于Studio 9的一个重要创新,除了保持原有的大量精美的转场,自动电影制作,修复视频以及实现家庭影院效果等功能,Studio 9 plus还提供了两个视频轨道,可轻松制作画中画以及蓝屏背景扣像效果。Pinnacle Studio 9 Plus视频编缉测试中,AMD和Intel交替领先,互有胜负。
LAME是目前最好的MP3编码引擎。LAME(mitiok.ma.cx)编码出来的MP3音色纯厚、空间宽广、低音清晰、细节表现良好,它独创的心理音响模型技术保证了CD音频还原的真实性,配合VBR和ABR参数,音质几乎可以媲美CD音频。音频转换我们把一整张CD转换成Ogg Vorbis格式。双核CPU在这里没有任何优势,不过AMD处理器在这里的表现还是要好于Intel。
WINRAR 是目前流行的压缩工具,界面友好,使用方便,在压缩率和速度方面都有很好的表现。其压缩率比高,3.x 采用了更先进的压缩算法,是现在压缩率较大、压缩速度较快的格式之一。WinRAR压缩测试中,AMD的表现还是好于Intel。
DVD光盘映象文件制作及刻录工具CloneDVD,可以从DVD光盘制作ISO映象文件,也可以由ISO映象文件刻录DVD光盘,真正实现DVD的复制。CloneDVD测试中,还是AMD表现优于Intel。
四线程
同时进行Winrar、Ogg、Windows Media Encoder、Lame四个软件的操作。
在多任务下,双核CPU还是比单核占优势。AMD平台的表现还是普遍比Intel好。
我们同时运行WinRAR和Ogg Vorbis,双核CPU的优势立马体现出来。即使是支持Hyper Threading技术的Intel单核CPU的成绩也位于前列。
&nb
3D Studio Max测试中,AMD的双核CPU表现无疑是最好的。
Sisoft Sandra 2005中,Pentium EE 840的得分最高,接下来还是AMD的5款CPU位居其次。
这里位居前三名的分别是Pentium D 840,Pentium EE 840和Pentium D 830。
从单核到双核,从低频到高频,从IINTEL到AMD,测试结束了,对于十二年间两家处理器做了一个回顾,从每一个应用层面大家都应该有了一个很好的了解,谁更适合你,你应该在这里找到了位置。
在观看测试的同时,我们也为那大量的数据图表所惊呆,不仅是数据还有为他们为个人电脑所作出的努力所钦佩。整个测试没有绝对的长胜将军,INTEL与AMD各有所长,我们希望读者能都从最适合自己的方面找到你所需要的。
命运似乎从一开始就从未曾眷顾过AMD,同一样具有着仙童公司血统的同胞兄弟Intel相比,其创业之初的境遇竟是如此的不同。从Intel的4004初始,到Intel,AMD,Cyrix三足鼎立,到Intel独霸一方,再到现在Intel与AMD分庭抗衡。AMD一路走来到今天实属不易,从一定的层面上讲,在打破垄断的路程中,AMD的每一分胜利就是消费者的胜利。
那犹如血腥的战争历史,有心酸有微笑,过去关于他们的争论实在太多,这一次我们不想再过多讨论谁胜谁负,INTEL与AMD,他们都是这场战争的胜利者。在文章的最后我们要感谢INTEL与AMD,感谢他们所做的一切努力,才让我们今天的生活发生了如此巨大的改变。大家想象,没有个人PC,我们的生活现在是什么样子?<