风雨历经十五载 十款CPU的"末代皇帝"
根据Intel最新处理器规划,首颗45nm桌面处理器将会是四核心Yorkfield,预定2007年第四季正式面市,紧接着登场的则是桌面双核心Wolfdate,预计2008年上半年,45nm处理器出货将占整体桌面产品比重约3成份额。
2008年即将登场的下一代Tock全新微架构,产品代号为Nehalem,加入动态管理内核设计,类似对手AMD的Interconnect及Crossbar设计,支持1至16个线程和1至8个内核的可伸缩架构,并支持集成内存控制器。并且将再次加入经改良的Hyper-Threading技术,性能和效能表现显著强化,新增SSE 4.2指令集及ATA指令集令系统性能全面提升。值得注意的是,Nehalem预留集成高效能绘图核心的架构,与对手AMD Fusion处理器的CPU-GPU架构极为类似,不让对手专美于前。
之后登场的是Westmere家族,其采用全新Tri-gate晶体管、High-K物料及Strained Silicon技术,代号为P1268的32nm制程,2010年将会再推出全新微架构的32nm处理器Sandy Bridge。
大家关注过每个核心架构发布的最后一款产品吗?
反观AMD,由于K10在EVT(工程验证测试阶段)出现多番延误,因此预定第三季末推出Phenom处理器计划已确定告吹,四核心Agena及双核心Kuma预计分别于9月及10进行DVT(设计验证测试阶段),一切顺利将会分别于11月及12月正式量产。
而在K10新品尚未到位前,AMD仍必须仰赖K8苦守城池,因此,AMD已于7月向各PC业者发布最新重大产品调整计划,其中除Athlon 64 X2 5200+、5600+及6000+等高阶型号的停止下单日期,会由2007年第三季延至2008年第一季外,更重要的是,为避免效能级产品市场出现空缺,8月20日会正式发表频率更高的Athlon 64 X2 6400+,力抗Intel Core 2 Duo E6750及E6850。
两大阵营都已经开始摩拳擦掌,同时也预示着新一轮的围绕价格和性能的对抗即将开始。那么,在新架构出现之前,让我们先来回顾一下历次架构变革中,发布的最后一款产品,细心的朋友会发现,发布的最后一款产品大多是该系列中最为高端的产品,我们可以称之为“末代皇帝”。
● Pentium,第一款与数字无关的处理器
1993年,英特尔发布了Pentium(奔腾)处理器。本来按照惯常的命名规律是80586,但是因为实际上“586”这样的数字不能注册成为商标使用,因此任何竞争对手都可以用586来混淆概念,扰乱市场。事实上在486发展末期,就已经有公司将486等级的产品标识成586来销售了。因此英特尔绝对使用自造的新词来作为新产品的商标——Pentium。
Pentium处理器集成了310万个晶体管,最初推出的初始频率是60MHz、66MHz,后来提升到200MHz以上。第一代的Pentium代号为P54C,其后又发布了代号为P55C,内建MMX(多媒体指令集)的新版Pentium处理器。
如果购买了最初60MHz、66MHz Pentium的用户比较倒霉,不但其Socket插座与其后推出的Socket 7不同,不能升级以外;更有极大可能是有内部缺陷的产品:早期的几批产品存在浮点运算错误的问题,虽然英特尔开始称这样的错误只是非常小一部分用户才会遇到,但是因为市场反应哗然,一时之间造成了很大的销售停滞。
最后,当时的英特尔总裁安迪葛洛夫于1993年11月29日向全球用户诚意道歉,并承诺回收产品而告终。据后来的统计数字表明回收成本高达4亿美金,这在当时是十分冒险的行为,对于公司的资金实力是一个生死存亡的考验;但最终的结果是重新赢得了消费者的信任,Pentium再度成为市场上最畅销的产品。
而Socket 7上最后的末代产品是Pentium MMX,其处理器功能十分强大,并且有少数的CPU可以超频至291.5MHz。Socket 7最后的两款CPU的型号是Pentium 200 MMX及Pentium 233 MMX,其外型已经开始生产类似于基于Pentium II架构的Celeron的金属壳。
● 加入多媒体技术的—Pentium II
Pentium II 的照片
1997年英特尔发布了Pentium II处理器。其内部集成了750万个晶体管,并整合了MMX指令集技术,可以更快更流畅的播放影音Video,Audio以及图像等多媒体数据。
Pentium II 核心的照片
Pentium II首次引入了S.E.C封装(Single Edge Contact)技术,将高速缓存与处理器整合在一块PCB板上。通过Pentium II,用户可以透过因特网来捕捉、编辑、共享数码图片给自己的朋友和家人;甚至在影片上加入一些文字、音乐、效果等;可以使用视频电话等最新的多媒体技术。而之前的处理器在效能上就逊色很多了;因此在行销宣传上,英特尔特别凸现Pentium II的多媒体能力,这也很大促进了多媒体技术的流行。
Pentium II处理器主要有233、266、300、333、350、400、450MHz七种规格。Pentium II的发展历经了三个阶段:第一阶段的Pentium II代号“Klamath”,使用0.35微米工艺制造,CPU核心电压为 2.8V,工作在66MHz外频下,主要频率有233、266、300三种;第二阶段的Pentium II代号为 “Deschutes”, 采用0.25微米工艺制造,由于工艺的改进,新一代Pentium II的核心电压大幅度下降,为2.0V,工作频率也是 66MHz,主要频率有300、333等几种;第三阶段的Pentium II代号仍为“Deschutes”,采用0.25微米制造工艺 ,核心电压2.0V,工作在100MHz外频下,主要频率有350、400和450三种。而它的末代产品则是Pentium II 450。
●Pentium III最后一款S 1400
Pentium III处理器是Intel的新一代产品,它采用0.25微米制造工艺,使用的是Katmai内核,新的SECC2插 口。PIII拥有32K一级缓存和512K二级缓存(运行在芯片核心速度的一半下),包含MMX指令和Intel自己的“3 D”指令――SSE,Streaming SIMD Extensions。最初发行的PIII有450和500MHz两种规格,其系统总线频率为100MHz。
从Pentium III开始,英特尔又引入了70条新指令(SIMD,SSE),主要用于因特网流媒体扩展(提升网络演示多媒体流、图像的性能)、3D、流式音频、视频和语音识别功能的提升。Pentium III可以使用户有机会在网络上享受到高质量的影片,并以3D的形式参观在线博物馆、商店等。
Pentium III的收工之作应该是S-1400,CPU的最后核心是Tualatin,制程也由0.18微米提升至0.13微米,Pentium III-S的时脉速度可高达1.4GHz,L2快取的容量则可达512KB,同时,此核心拥有数据预先读取(prefetch)的扩充功能,也是之后Pentium 4处理器的先驱。
●Pentium 4/D最后一款Pentium 965EE
2000年英特尔发布了Pentium 4处理器。用户使用基于Pentium 4处理器的个人电脑,可以创建专业品质的影片,透过因特网传递电视品质的影像,实时进行语音、影像通讯,实时3D渲染,快速进行MP3编码解码运算,在连接因特网时运行多个多媒体软件。这是目前空前强大的个人电脑处理器产品,仍然在继续销售中。
Pentium 4处理器集成了4200万个晶体管,到了改进版的Pentium 4(Northwood)更是集成了5千5百万个晶体管;并且开始采用0.18微米进行制造,初始速度就达到了1.5GHz(gigahertz),相当于从旧金山到纽约只花了13秒的车程(当然,没人有这么快的汽车)。
直到2005年5月26日,Intel发布了发布迄今为止该公司第一款双内核服务器处理器,名为—Intel双内核奔腾D处理器,主要是面向数字化家庭娱乐和数字化办公的个人应用双内核处理器。
Pentium D 8XX Smithfiel核心照片
Core Yonah 65nm核心照片
虽然Intel Core还没有宣告停止,但随着即将在年底登场的45nm Penryn,也将Intel处理器再次拉入一个新的起点。而目前最为高端的产品将成为该系列中的最后一款。目前QX6850无疑是新一代桌面旗舰,主频达到3GHz,相比QX6800提升了2.4%。对于VT虚拟化技术、EM64T、XD安全功能、EIST省电技术等技术,四款处理器都可以很好的支持,6050家族此外还加入了Intel TXT技术。
从奔腾到酷睿,Intel产品经历无数款新老产品的更替。而在架构方面,要么被废除,要么在原架构上改良。但总的来说,技术更新速度的加快,使得我们能够更早的接触到最新技术,从而能够更好的运用到工作和学习当中。接下来我们看看另外一个处理器厂商AMD的末代产品。
● AMD K5处理器末代—K5 RP200
K5是AMD公司第一个独立生产的x86级CPU,由于K5在开发上遇到了问题,其上市时间比Intel的奔腾晚了许 多,再加上不良的性能,这个不成功的产品使得AMD一度陷入非常被动的局面----市场份额大量丧失。
K5的性能非常一般,整数运算能力不如Cyrix的6x86,比Pentium略强,浮点运算能力远远比不上Pentiu m,但稍强于Cyrix。综合来看,K5属于实力比较平均的那一种产品。可升级性:由于K5与经典奔腾一样采用的是单电压供电,如果你的主板不支持双电压,而你又想把它升级到20 0MHz频率以上,那么你只有考虑IDT公司的C6 CPU,从这方面来看,K5的可升级性一般。 超频性能也很一般,与奔腾相比差得太远。
K5处理器采用Socket 5接口,取得了与Pentiun同台竞技的机会。这款产品集成了410万个晶体管,一级缓存容量达到24KB,其中指令缓存为16KB,数据缓存为8KB。K5处理器还采用了Pentium Pro才具有多种先进技术,例如寄存器换名、动态执行、推测执行、分支预测等功能。而最高端的K5-RP200产量很小,并且没有在中国大陆销售。
● AMD K6处理器末代—K6-III 500
AMD K6处理器是与Pentium MMX一个档次的产品,其由原来的NexGen公司的686改装而来,包含了全新的MM X指令以及64K L1缓存(比奔腾MMX整整大了一倍),因此K6的整体性能要优于奔腾MMX。据在Win95下的商业应 用测试来看,K6比相同速度的奔腾MMX快,基本相当于同主频PII的水平。但其弱点是需要使用MMX或浮点运算的应用程序时,与Intel相比速度较慢。
K6采用的是双电压供电方式,K6-166、200的内核电压为2.9V,K6-233的内核电压是3.2V。K6系列摆脱了K5的阴影,整体性能有了大幅度的提高,其整数运算能力明显强于同主频的奔腾MMX,浮点运算能力也已经接近奔腾MMX的水平,总之,K6的性能还是很优异的。新增的MMX指令使得K6在多媒体程序面前一样游刃有余。
自从K6-III的消息发布以后,它便是全体Socket 7用户最关注的产品,而且K6-I II将是AMD公司在Socket 7领域的最后一款CPU,之后AMD将全力转到K7和Slot A架构上去。K6-III原来并不叫这个名字,而是顺延K6-2的名字叫K6-3,后来AMD为了和Intel的Pentium III相抗衡,才把K6-3改名为K6-III。
K6-III依然基于K6-2的CTX内核,但和K6-2最大的不同,就是K6-III内部整合了256K的L2缓存,也就是说, K6-III中L2缓存的运行速度与CPU核心速度相同!其最后发布的400、450和500MHz三个版本的K6-III依然采用0.25微米工艺制造,外频100MHz,核心电压2.4V。当时最为高端的K6-III 500市场里很少见到,因此,我们仅找到了K6-III 400的图片。
● AMD Athlon K7处理器末代—Athlon XP 3200+
K7对于AMD而言是最值得纪念的一代产品,从Intel的追随者到分庭相抗的竞争对手,正是K7帮助AMD完成了这一转变过程。K7发展到其最高峰,0.13微米的B0制程上演了又一个“超频”神话。对于很多DIY发烧友而言,代号为Thoroughbred B0的AthlonXP无疑具有极高的性价比,总体性能表现甚至超越了价格一倍有余的Pentium4。为了赶上Intel Pentium4的发展步伐,AMD推出了采用400MHz前端总线以及512KB二级缓存的Barton核心。
而客观一些说,Barton并没有带给我们太多的惊喜,但是至少暂时帮助AMD在高端市场顶住压力,对抗高频Pentium4 3.2G。Barton的价值还在于其惊人的超频能力,也因此成为DIY市场的一代经典。当时售价600元作哟点Barton 2500+几乎各个能上3200+(200MHz×11),部分产品甚至能够超频到2.4GHz,此时性能超越价格不菲的Pentium4 3.2GHz。nForce2 Ultra 400芯片组加上Barton 2500+已经是最经典的超频组合,甚至至今仍有不少DIY用户选择这样的搭配。
随着K7的辉煌,使得AMD的研发速度也加快了很多,而从消费者来看,大家对于AMD的产品也逐渐开始接受了。但芯片的竞争仍然是围绕着技术展开,AMD仍然要推出更好的技术。那么,新老产品的更替也再次上演。
Athlon XP 3200+依然采用的是Barton核心,但在前端总线(FSB,Front System Bus,或称前端系统总线)的规格上发生了变化。Athlon XP 3000+的FSB是333MHz(通常来说就是166MHz外频),而Athlon XP 3200+的FSB则提升到了400MHz,这对于CPU性能和系统综合性能都是很有益的。由于FSB规格的变化,不少人更是愿意把3200+的这种CPU核心称之为Barton-B,当然这只是一种通俗的说法,并非AMD官方的宣称。
● 基于K8架构的单核最后一款Athlon 64 FX-57
从1999年开始,AMD的K8架构就已经浮出水面。虽说K8架构在很长一段时间内都领先于Intel,但是毕竟那么多年过去之后,K8也不得不面临“昨日黄花”的尴尬。反对频率至上的AMD一直强调流水线效率,因此即便如今K8处理器的主频只有2GHz左右,但是其性能依旧非常不错。但是,面对Intel全新的Core架构,K8架构已经显现出劣势,其中内存控制器和整数执行单元方面是比较明显的缺陷。更为重要的是,AMD已经在工艺制作方面落后于Intel,因此,必须经历一番架构的调整。
目前,大家最为关注的可能是双核处理器,而且K8架构的单核处理器中最后一款产品,想必大家还有些影响吧?此前单核中基于K8架构的Athlon 64 FX处理器中Athlon 64 FX-57是最为高端的产品,同时也是该系列最后一款发布的。
Athlon 64 FX-57本质上来说只是工作频率的提升,在处理器架构上没有什么大的变化。Athlon 64 FX-57处理器的工作频率比Athlon 64 FX-55提升200MHz,工作频率达到2.8GHz。发布之前,人们预估Athlon 64 FX-57的性能比Athlon 64 FX-55有轻微的提升,就像此前发布的Athlon 64 FX-55处理器性能比Athlon 64 FX-53有轻微提升一样。
但是,Athlon 64 FX-57处理器在性能上的提升和Athlon 64 FX-55不能完全相提并论,因为Athlon 64 FX-57采用了全新的90nm处理器生产工艺,Athlon 64 FX家族当中其它处理器都采用130nm处理器生产工艺,同时,Athlon 64 FX-57处理器集成了对SSE3指令集的支持,处理器内建的内存控制器也经过改进,提升了多媒体性能。
另外,AMD Athlon 64 FX-57处理器的工作电压也从AMD Athlon 64 FX-55处理器的1.5v降低到1.4v,受惠于制程的改进,Athlon 64 FX-57处理器核心尺寸也比其它Athlon 64 FX处理器的核心尺寸缩小了1半,也就是说Athlon 64 FX-57处理器对AMD来说生产成本更低,同时尽管工作频率提升了200MHz,但是Athlon 64 FX-57处理器的发热量比Athlon 64 FX-55处理器更低,功耗也随着降低。
● 基于K8架构 双核最后一款Athlon 64 X2 6400+
面临Intel Core 2处理器强势来袭,形势险峻的AMD在新一代微架构K10上市日程不断延宕未能迎战下,仅能仰赖Athlon 64 X2咬牙苦撑,等待K10登场救援日子到来,但为力守市占不坠,AMD使出制程微调策略,令频率再次提升,8月底将推出核心频率达3.2GHz的Athlon 64 X2 6400+,究竟能否成为Intel称霸效能级市场的拦路虎,目前还没有定数。
根据AMD双核处理器最高端的“Athlon 64 X2”系列来看,Athlon 64 X2 6400+主频提升至3.2GHz,是目前双核产品线中最为高端的产品。同时,也将是下一代架构到来之前,最后发布的一款高端处理器。此次,新发布的这款“末代皇帝”采用了全新的黑色黑子包装,显然是经过了周密的设计。
反观Intel频率达3GHz、每千颗单价仅售266美元的Core 2 Duo E6850已经正式上市,而由于AMD K10一再延宕,令Intel可望在效能级桌面市场独霸山头,与此同时AMD FAB 30捎来好消息,经过制程微调后,K8核心频率终于突破3GHz大关,在K10援军到达前,可望填补效能级市场型号空缺,成功防御Core 2 Duo E6850进逼。
不少超频玩家也发现,AMD K8处理器要超频突破3GHz并非易事,而量产出厂值达3.2GHz的Athlon 64 X2 6400+,倍频16x,核心仍为Windsor,且采90奈米制程,对AMD而言绝对是制程技术的考验,究竟能否真正大量量出货、还是技术宣示意义高于实际的小批量指针性产品,尚待考证。
[总结]:风风雨雨十五年,Intel和AMD都经历很大的变迁,其中核心架构的变化,使得产品的新旧更替的速度也在不断的加快。通过我们上面的总结,大家已经对没个系列的末代产品有一定的了解了吧?而目前Intel Penryn如期现身,每年推出具增强微架构或全新微架构处理器产品的承诺顺利达阵,其不仅仅是单纯制程提升,更重要的是,微架构设计经全力改良后,成效更较当年Intel P4 Willamette提升至Northwood核心,有过之而无不及。
而曾为AMD拿下全球x86桌面处理器近3成市占的K8架构,面对性能强劲的Intel Core 2处理器已完全显露疲态、无力抵御,尽管进一步拉升频率,也无法弥补效能差距,亦造成功耗大幅增加情况,如同当年Intel Pentium D惨遭Athlon 64 X2打败的翻版,正是前江后浪推前浪,是永恒不变的定律,AMD只有等待K10来临,才能化解陷入连续四季的严重亏损及股价大幅下滑窘境。
不管怎样,两大阵营的争夺在未来的处理器市场里,将会愈演愈烈。接下来AMD能否稳守得来不易的江山,成为了我们目前最为关注的话题。<