菜鳥晉級必讀：雙核CPU發(fā)展歷程回顧

個人電腦 ? 【轉(zhuǎn)載】 ?2006年10月25日 16:16 評論 ? ?本文導(dǎo)航

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雙核處理器發(fā)展歷程回顧1

前言

　　2005年第二季度伊始，英特爾率先發(fā)難，推出了采用雙核設(shè)計的桌面級處理器。其中最高端型號為Pentium Extreme Edition 840，為了滿足一般用戶的需要英特爾同時還推出了Pentium D 820、830、840這三款處理器。雖然英特爾在雙核技術(shù)推廣上占得先機(jī)，但在幾個星期之后AMD立刻發(fā)布了Athlon64 X2系列處理器還以顏色。就此，兩大處理器巨頭——英特爾與AMD的雙核之爭正式拉開序幕。

　　如果要為雙核之爭溯源的話，就必須簡單回顧一下此前單核處理器的是是非非。就Pentium 4時代的高端產(chǎn)品來說，英特爾處理器占有絕對優(yōu)勢，但畢竟市場中較量的不是最強(qiáng)技術(shù)實(shí)力，而是面對主流甚至底端的產(chǎn)品。AMD Athlon64系列異軍突起，高性價比的優(yōu)勢換來了不可小視的用戶認(rèn)可度。此外即便64位操作系統(tǒng)很少，對其64位技術(shù)的炒作也的確獲得一定成功。如果說AMD的策略更勝一籌，英特爾是不會甘心這樣被AMD領(lǐng)跑的，于是兩大處理器巨頭真正較量的舞臺非常默契的被選定在“雙核”上。

升級還是徹底革新？

　　2005年可謂是“雙核元年”，揭開了雙核平臺的新篇章。自第一款雙核處理器發(fā)布至今已一年多光景了，細(xì)心的人不難發(fā)現(xiàn)在雙核道路上英特爾與AMD走的是兩條完全不同路線——革新與升級。我們今天要討論的也正是這兩條不同的線路給最終用戶帶來了什么。

雙核革命

　　重溫Pentium D 8xx系列處理器的歷程，其中Pentium D 820是對用戶來說最為實(shí)際的雙核產(chǎn)品，即便今天也同樣如此。Pentium D 8xx雙核處理器引發(fā)了一場平臺革命，桌面級PC性能得到了根本提升。自英特爾超線程技術(shù)以來，雙核處理器的出現(xiàn)無疑再次肯定了多線程應(yīng)用。而雙核處理器由于具備兩個物理運(yùn)算核心，這種與生俱來的多線程處理能力是超線程技術(shù)所無法逾越的。

　　不過作為整個行業(yè)的風(fēng)向標(biāo)，Pentium D 8xx處理器經(jīng)受的壓力也是十分巨大的。由于發(fā)布時間較早，最低端型號Pentium D 820無奈成為AMD Athlon64 X2 3800+的主要競爭目標(biāo)，這也難免成為世人評價英特爾與AMD雙核技術(shù)實(shí)力的依據(jù)。在這里我們可以將AMD Athlon64 X2 3800+的發(fā)布作為一個關(guān)鍵的時間點(diǎn)，因?yàn)榇丝虄纱筇幚砥髦圃焐叹瓿闪擞蓡魏说诫p核的技術(shù)革新，站在了同一條起跑線上。

　　與Athlon64 X2 3800+相比，性能上Pentium D 820雖不占優(yōu)勢，但從上市價格來看彼此根本不是同一定位的產(chǎn)品，彼此之間存在近65%的價格差異。上市前期迫于OEM訂單的壓力，AMD再次暴露出產(chǎn)能問題，零售市場有價無市的情況時有發(fā)生。AMD雙核處理器的發(fā)布大有炒作之嫌，此后不久爆出的“雙核門”事件也再次印證了AMD不成熟的雙核技術(shù)。雖然Pentium D 820處理器擁有巨大的價格優(yōu)勢，但在關(guān)于性能的輿論下仍路途坎坷。

　　初次過招雙方在價格和性能上爭執(zhí)不下以平局收場。而最終用戶得到的是以較低的價格便可享受Pentium D 820帶來的雙核體驗(yàn)，卻無法購買到一顆性能略優(yōu)的Athlon64 X2 3800+。面對這樣的結(jié)果，英特爾與AMD則采取了截然不同的策略。

65nm制程的巨變

　　Pentium D 820在實(shí)際市場競爭中的成功并沒有讓英特爾安于現(xiàn)狀，這是因?yàn)?/span>Athlon64 X2 3800+的性能優(yōu)勢無時無刻不在觸動他敏感的神經(jīng)，更重要的是Pentium D 8xx處理器由于封裝了兩個Prescott核心因而功耗偏高。為了擺脫競爭對手的糾纏，英特爾在發(fā)布雙核處理器后又醞釀著新一輪的轉(zhuǎn)變——90nm到65nm。

　　制成的變化使得處理器核心面積得到有效控制，可以集成更大容量二級緩存，采用65nm制成的Pentium D 9xx處理器二級緩存容量達(dá)到破天荒的4MB，每核心可以獨(dú)享2MB。由于采用了更先進(jìn)的功耗控制技術(shù)，Pentium D 9xx處理器運(yùn)行頻率再次得到突破，主頻高達(dá)3.73GHz的Pentium Extreme Edition 965處理器設(shè)計發(fā)熱功率為130W，與前一代90nm制程Pentium D處理器相當(dāng)。Pentium D 9xx系列雙核處理器的退出使英特爾65nm制程技術(shù)逐漸成熟起來，這為日后發(fā)生的另一場技術(shù)巨變埋下了伏筆。

　　英特爾緊鑼密鼓的調(diào)整戰(zhàn)略的同時AMD則進(jìn)入了雙核處理器發(fā)展的真空期，Athlon64 X2系列處理器主要技術(shù)規(guī)格沒有發(fā)生任何變化，牽絆Athlon64 X2發(fā)展腳步正是其內(nèi)置的內(nèi)存控制器。

　　Pentium D 930處理器入主市場，Pentium D 820價格走低讓位，用戶獲得的不僅是新功耗控制技術(shù)帶來的寧靜，更是可以花費(fèi)更少的資金體驗(yàn)到雙核的卓越性能。而AMD方面似乎成竹在胸，Athlon64 X2 3800+處理器的價格仍不肯松動。

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點(diǎn)擊進(jìn)入

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雙核處理器發(fā)展歷程回顧2

升級DDR2并不親切

　　由于英特爾處理器的內(nèi)存控制器集成在主板芯片組中，因此早在雙核處理器發(fā)布之前的Intel 915芯片組就已經(jīng)率先支持DDR2內(nèi)存了。而與Pentium D雙核處理器對應(yīng)的Intel 945P芯片組更是支持當(dāng)時最為先進(jìn)的DDR2-667內(nèi)存技術(shù)。雙核處理器數(shù)據(jù)吞吐量更大，擁有更大傳輸帶寬的DDR2內(nèi)存無疑為Pentium D平臺整體性能提升提供了莫大的幫助。

　　相應(yīng)的，939接口Athlon64 X2系列處理器受到內(nèi)置內(nèi)存控制器和相對薄弱的研發(fā)能力的束縛，使得它很難在短時間內(nèi)跟上內(nèi)存的發(fā)展腳步，僅支持DDR-400內(nèi)存一時成為AMD被世人譏笑的話柄。其實(shí)，最大的問題在于內(nèi)置內(nèi)存控制器，這和Athlon64 X2架構(gòu)設(shè)計思路有關(guān)。雖然內(nèi)置內(nèi)存控制器理論上可以獲得更佳的內(nèi)存?zhèn)鬏斝阅?，不過一旦要對控制器進(jìn)行升級就必須對現(xiàn)有處理器構(gòu)架作較大調(diào)整，相應(yīng)研發(fā)周期也較長。

　　另一方面，AMD處理器的產(chǎn)品線規(guī)劃混亂且低端產(chǎn)品生命周期過長，處理器接口無法統(tǒng)一為用戶購買和日后升級帶來的不小的難題，新產(chǎn)品研發(fā)更是困難重重。在AMD與ATi聯(lián)姻之前，AMD沒有自己的芯片組產(chǎn)品線，nVIDIA nForce芯片組曾給予Athlon64 X2處理器極大幫助，甚至可以說nForce芯片組使Athlon64 X2處理器性能得以最大化。然而處理器接口不統(tǒng)一，在推廣新產(chǎn)品時就需要兼顧新老用戶的需求，這樣給配套芯片組廠商也帶來不小的麻煩。因此內(nèi)存技術(shù)和統(tǒng)一接口是AMD亟待解決的兩大問題。

　　終于，自AMD第一代雙核處理器問世后近一年的時間，也就是2006年中旬，支持DDR2規(guī)格內(nèi)存并采用AM2接口的處理器發(fā)布了。在付出極大努力后，除雙核處理器外，低端和主流單核產(chǎn)品也一致向DDR2看齊。雖然AMD順利完成了此次技術(shù)調(diào)整并統(tǒng)一了接口，但新處理器發(fā)布后的測試數(shù)據(jù)令人尷尬。以Athlon64 X2 3800+為例，測試數(shù)據(jù)表明使用DDR2內(nèi)存后系統(tǒng)性能并沒有獲得大幅提升，甚至某些測試項(xiàng)目成績呈下降趨勢。在對AM2接口雙核處理器的測試時我們發(fā)現(xiàn)內(nèi)存的實(shí)際運(yùn)行頻率會低于內(nèi)存標(biāo)稱頻率。舉例來說，最高端Athlon64 FX-62處理器的主頻率為2.8GHz，倍頻為14。如設(shè)定內(nèi)存頻率為400MHz則沒有問題，一旦內(nèi)存頻率設(shè)置為533MHz或667MHz，內(nèi)存實(shí)際頻率則無法達(dá)到標(biāo)稱值，分別約為510MHz和622Mhz。其實(shí)，這樣的分頻方式基本上沿襲了K8架構(gòu)的內(nèi)存頻率模式。完全重新研發(fā)內(nèi)存控制器對AMD來說是不現(xiàn)實(shí)的，因?yàn)閷τ?/span>AMD處理器構(gòu)架來說，新內(nèi)存控制器的研發(fā)難度甚至不亞于制程轉(zhuǎn)變。因此隨著AM2處理器的上市，頗為詭異的內(nèi)存匹配問題也逐漸暴露出來。

　　AM2支持DDR2的內(nèi)存控制器實(shí)為敗筆，此后人們普遍認(rèn)為AMD最新推出AM2接口支持DDR2為虛，統(tǒng)一接口才是真正目的。那么為什么AMD這么急于將接口從低端到高端統(tǒng)一起來呢？ 這和英特爾即將推出的全新酷睿2處理器不無關(guān)系。

　　AMD新推出的AM2接口在短時間內(nèi)對最終用戶毫無幫助，性能沒有得到提升反而增加了用戶采購DDR2內(nèi)存的成本，統(tǒng)一接口也只是AMD單方面的長期戰(zhàn)略。最終的結(jié)果就是DDR2內(nèi)存對用戶來說并不親切，對AMD來說仍然是十分惱人的問題。

核心革命

　　在現(xiàn)有技術(shù)條件下，Pentium D處理器采用的Netburst構(gòu)架無法實(shí)現(xiàn)性能的再次突破。在長達(dá)一年半之久臥薪嘗膽后，英特爾推出了采用全新架構(gòu)的酷睿2處理器并一舉獲得成功。從英特爾產(chǎn)品路線圖上可以清楚看到未來還將推出采用酷睿2架構(gòu)的低端處理器，這樣AMD統(tǒng)一接口的目的也顯而易見了，因?yàn)樗枰惶淄暾漠a(chǎn)品體系與英特爾酷睿2進(jìn)行全面競爭。然而就目前有關(guān)測試數(shù)據(jù)來看，AMD現(xiàn)有雙核處理器根本無法與酷睿2抗衡。為什么酷睿2處理器具有如此驚人的性能呢？這需要從基于全新架構(gòu)的四大技術(shù)說起。

　　首先是寬區(qū)動態(tài)執(zhí)行技術(shù)。此項(xiàng)技術(shù)加強(qiáng)了酷睿2處理器指令的處理能力，經(jīng)過改進(jìn)的編碼器和邏輯運(yùn)算單元使處理器執(zhí)行效率大幅提升。第二點(diǎn)是高級智能緩存。我們知道Pentium D系列處理器二級緩存是每個內(nèi)核獨(dú)立的，Athlon64 X2處理器也是如此，這樣兩緩存互相通信需要占用總線資源。酷睿2處理器二級緩存則是各內(nèi)核共享的，這樣核心間數(shù)據(jù)交換得以在處理器內(nèi)部完成。其三是智能內(nèi)存訪問。這項(xiàng)技術(shù)采用更為先進(jìn)的內(nèi)存預(yù)取算法，能夠更準(zhǔn)確的找到即將被處理的數(shù)據(jù)，從而減少處理器等待時間以提高效率。第四點(diǎn)是高級數(shù)字多媒體增強(qiáng)技術(shù)，這項(xiàng)技術(shù)使得酷睿2處理器處理一個128 bit的指令僅需要一個時鐘周期，而在從前需要兩個時鐘周期才可以完成。因此當(dāng)處理SSE指令集或進(jìn)行多媒體操作時酷睿2處理器的性能顯著提高。

　　目前酷睿2處理器已經(jīng)大規(guī)模上市，其中Core 2 Duo E6300是主流型號，目前價格僅為1300多元，且貨源十分充足。與之前Pentium D 820上市相比，最終用戶會發(fā)現(xiàn)擁有酷睿2處理器的門檻相對更低。

降價是唯一的出路

　　酷睿2引發(fā)核心革命的背后，AMD先后兩次大幅調(diào)整Athlon64 X2處理器的價格。的確，降價是目前AMD唯一的出路，經(jīng)歷一次不理想的內(nèi)存控制器升級后，產(chǎn)品性能未能得到顯著提升，而酷睿2的出現(xiàn)無疑是雪上加霜。雖然Athlon64 X2 3800+價格已經(jīng)跌至1300元，但是處于相同價位的Core 2 Duo E6300性能卻在Athlon64 X2 4200+之上。英特爾上一代主流雙核處理器Pentium D 820價格處于主流價位的邊緣，而Pentium D 805則已經(jīng)成為低端用戶的最佳選擇。單核與雙核的沖突，中低端的不對稱較量，AMD唯有再次降價才能挽回敗局了。

小結(jié)

　　縱觀雙核處理器近一年半的發(fā)展，英特爾與AMD所走的路線是截然不同的?；蛟S英特爾作為行業(yè)先鋒經(jīng)受更大的壓力而從始至終保持危機(jī)感并不斷在技術(shù)上推陳出新。我們可以清楚的看到英特爾在短短一年半雙核歷程中對產(chǎn)品技術(shù)進(jìn)行了兩次重大革新。一方面推動了整個處理器技術(shù)的快速發(fā)展，另一方面最終用戶也受益匪淺。而AMD在雙核之路上僅經(jīng)歷了一次不成功的升級，似乎回到了十年前的格局——價格戰(zhàn)是其唯一的法寶。

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