服务器和普通台式机CPU性能对比

服务器和普通台式机CPU性能对比,第1张

我是专业做服务器的,我可以很清楚地告诉你不在一个档次上。服务器的E5520 相当于 PC的I7 920,构架缓存都一样,不同的是面向的方向不同,I7面向PC级别,只能单路,E5520是面向服务器的,支持双路,也就是说一台服务器可以有两个E5520 CPU,PC级别的CPU是做不了多路D。数据方面你可以先了解这两个CPU的构架,主频,缓存,其实都一样,只是设计的不同。

至强l5520(Intel Xeon L5520)属于因特尔服务器级别处理器,主要用于企业服务器和工作站。

在英特尔的服务器主板上,最多达八个Xeon处理器能够共用100MHz的总线而进行多路处理。Xeon设计用于因特网以及大量的数据处理服务,例如工程、图像和多媒体等需要快速传送大量数据的应用。

扩展资料

Xeon 是作为Intel的服务器。Intel处理器基本已经形成如下格局:服务器Xeon,高端Core i7,中端Core i5/Core i3/Pentium,低端Celeron。其中Xeon可以使用多处理器技术。

2001年英特尔发布了Xeon处理器。英特尔将Xeon的前面去掉了Pentium的名号,并不是说就与x86脱离了关系,而是更加明晰品牌概念。Xeon处理器的市场定位也更加瞄准高性能、均衡负载、多路对称处理等特性,而这些是台式电脑的Pentium品牌所不具备的。

Xeon处理器实际上还是基于Pentium 4的内核,而且同样是64位的数据带宽,但由于其利用了与AGP 4X相同的原理--“四倍速”技术,因此其前端总线有了巨大的提升,表现更是远胜过Pentium Ⅲ Xeon处理器。

Xeon处理器基于英特尔的NetBurst架构,有更高级的网络功能,及更复杂更的3D图形性能,另一方面,支持至强的芯片组也在并行运算、支持高性能I/O子系统(如SCSI磁盘阵列、千兆网络接口)、支持PCI总线分段等方面更好地支持服务器端的运算。

参考资料:

百度百科-至强

1主频
主频也叫时钟频率,用来表示CPU内核工作的时钟频率(CPU Clock Speed),即CPU内数字脉冲信号震荡的速度。
2外频
外频是CPU与主板之间同步运行的速度。
3前端总线(FSB)频率
总线是将计算机微处理器与内存芯片以及与之通信的设备连接起来的硬件通道。前端总线将CPU连接到主内存和通向磁盘驱动器、调制解调器以及网卡这类系统部件的外设总线。人们常常以MHz表示的速度来描述总线频率。
前端总线(FSB)频率是直接影响CPU与内存直接数据交换速度。由于数据传输最大带宽取决于所有同时传输的数据的宽度和传输频率,即数据带宽=(总线频率×数据位宽)÷8。
4、CPU的位和字长
位:在数字电路和电脑技术中采用二进制,代码只有“0”和“1”,其中无论是 “0”或是“1”在CPU中都是 一“位”。
字长:电脑技术中对CPU在单位时间内(同一时间)能一次处理的二进制数的位数叫字长。所以能处理字长为8位数据的CPU通常就叫8位的CPU。同理32位的CPU就能在单位时间内处理字长为32位的二进制数据。字节和字长的区别:由于常用的英文字符用8位二进制就可以表示,所以通常就将8位称为一个字节。字长的长度是不固定的,对于不同的CPU、字长的长度也不一样。8位的CPU一次只能处理一个字节,而32位的CPU一次就能处理4个字节,同理字长为64位的CPU一次可以处理8个字节。
5倍频系数
倍频系数是指CPU主频与外频之间的相对比例关系。在相同的外频下,倍频越高CPU的频率也越高。但实际上,在相同外频的前提下,高倍频的CPU本身意义并不大。这是因为CPU与系统之间数据传输速度是有限的,一味追求高倍频而得到高主频的CPU就会出现明显的“瓶颈”效应—CPU从系统中得到数据的极限速度不能够满足CPU运算的速度。一般除了工程样版的Intel的CPU都是锁了倍频的,而AMD之前都没有锁。
6缓存
缓存大小也是CPU的重要指标之一,而且缓存的结构和大小对CPU速度的影响非常大,CPU内缓存的运行频率极高,一般是和处理器同频运作,工作效率远远大于系统内存和硬盘。实际工作时,CPU往往需要重复读取同样的数据块,而缓存容量的增大,可以大幅度提升CPU内部读取数据的命中率,而不用再到内存或者硬盘上寻找,以此提高系统性能。但是由于CPU芯片面积和成本的因素来考虑,缓存都很小。
L1 Cache(一级缓存)是CPU第一层高速缓存,分为数据缓存和指令缓存。内置的L1高速缓存的容量和结构对CPU的性能影响较大,不过高速缓冲存储器均由静态RAM组成,结构较复杂,在CPU管芯面积不能太大的情况下,L1级高速缓存的容量不可能做得太大。一般服务器CPU的L1缓存的容量通常在32—256KB。
L2 Cache(二级缓存)是CPU的第二层高速缓存,分内部和外部两种芯片。内部的芯片二级缓存运行速度与主频相同,而外部的二级缓存则只有主频的一半。L2高速缓存容量也会影响CPU的性能,原则是越大越好,现在家庭用CPU容量最大的是512KB,而服务器和工作站上用CPU的L2高速缓存更高达256-1MB,有的高达2MB或者3MB。
L3 Cache(三级缓存),分为两种,早期的是外置,现在的都是内置的。而它的实际作用即是,L3缓存的应用可以进一步降低内存延迟,同时提升大数据量计算时处理器的性能。降低内存延迟和提升大数据量计算能力对游戏都很有帮助。而在服务器领域增加L3缓存在性能方面仍然有显著的提升。比方具有较大L3缓存的配置利用物理内存会更有效,故它比较慢的磁盘I/O子系统可以处理更多的数据请求。具有较大L3缓存的处理器提供更有效的文件系统缓存行为及较短消息和处理器队列长度。
其实最早的L3缓存被应用在AMD发布的K6-III处理器上,当时的L3缓存受限于制造工艺,并没有被集成进芯片内部,而是集成在主板上。在只能够和系统总线频率同步的L3缓存同主内存其实差不了多少。后来使用L3缓存的是英特尔为服务器市场所推出的Itanium处理器。接着就是P4EE和至强MP。Intel还打算推出一款9MB L3缓存的Itanium2处理器,和以后24MB L3缓存的双核心Itanium2处理器。
但基本上L3缓存对处理器的性能提高显得不是很重要,比方配备1MB L3缓存的Xeon MP处理器却仍然不是Opteron的对手,由此可见前端总线的增加,要比缓存增加带来更有效的性能提升。
7CPU扩展指令集
CPU依靠指令来计算和控制系统,每款CPU在设计时就规定了一系列与其硬件电路相配合的指令系统。指令的强弱也是CPU的重要指标,指令集是提高微处理器效率的最有效工具之一。从现阶段的主流体系结构讲,指令集可分为复杂指令集和精简指令集两部分,而从具体运用看,如Intel的MMX(Multi Media Extended)、SSE、 SSE2(Streaming-Single instruction multiple data-Extensions 2)、SEE3和AMD的3DNow!等都是CPU的扩展指令集,分别增强了CPU的多媒体、图形图象和Internet等的处理能力。我们通常会把CPU的扩展指令集称为"CPU的指令集"。SSE3指令集也是目前规模最小的指令集,此前MMX包含有57条命令,SSE包含有50条命令,SSE2包含有144条命令,SSE3包含有13条命令。目前SSE3也是最先进的指令集,英特尔Prescott处理器已经支持SSE3指令集,AMD会在未来双核心处理器当中加入对SSE3指令集的支持,全美达的处理器也将支持这一指令集。
8CPU内核和I/O工作电压
从586CPU开始,CPU的工作电压分为内核电压和I/O电压两种,通常CPU的核心电压小于等于I/O电压。其中内核电压的大小是根据CPU的生产工艺而定,一般制作工艺越小,内核工作电压越低;I/O电压一般都在16~5V。低电压能解决耗电过大和发热过高的问题。
9制造工艺
制造工艺的微米是指IC内电路与电路之间的距离。制造工艺的趋势是向密集度愈高的方向发展。密度愈高的IC电路设计,意味着在同样大小面积的IC中,可以拥有密度更高、功能更复杂的电路设计。现在主要的180nm、130nm、90nm。最近官方已经表示有65nm的制造工艺了。

CPU也就是我们常说的中央处理器,一台PC的性能的好与坏跟CPU自身的性能有着最直接的关系。现在全球的个人处理器竞争主要体现在AMD和英特尔两大巨头。
现在就说说CPU的一些主要参数吧;
主频:通常所说的某某CPU是多少兆赫的,而这个多少兆赫就是“CPU的主频”。主频也叫时钟频率,单位是GHZ,用来表示CPU的运算速度。CPU的主频=外频×倍频系数。
外频:外频是CPU与主板上其它设备进行数据传输的物理工作频率,也就是系统总线的工作频率。它代表着CPU与主板和内存等配件之间的数据传输速度。单位也是MHz。CPU标准外频主要有66MHz、100MHz、133MHz、166MHz、200MHz几种。
倍频:倍频系数是指CPU主频与外频之间的相对比例关系。在相同的外频下,倍频越高CPU的频率也越高。倍频一般是不能改的,现在的CPU一般都对倍频进行了锁定。
有人以为认为CPU的主频指的是CPU运行的速度,实际上这个认识是很片面的。CPU的主频表示在CPU内数字脉冲信号震荡的速度,与CPU实际的运算能力是没有直接关系的。当然,主频和实际的运算速度是有关的,但目前还没有一个确定的公式能够定量两者的数值关系,因为CPU的运算速度还要看CPU的流水线的各方面的性能指标(缓存、指令集,CPU的位数等等)。由于主频并不直接代表运算速度,所以在一定情况下,很可能会出现主频较高的CPU实际运算速度较低的现象。因此主频仅仅是CPU性能表现的一个方面,而不代表CPU的整体性能。
前端总线(FSB)频率(即总线频率):是直接影响CPU与内存直接数据交换速度。由于数据传输最大带宽取决于所有同时传输的数据的宽度和传输频率,即数据带宽=(总线频率×数据带宽)/8。外频与前端总线(FSB)频率的区别:前端总线的速度指的是数据传输的速度,外频是CPU与主板之间同步运行的速度。
缓存:缓存是指可以进行高速数据交换的存储器,它先于内存与CPU交换数据,因此速度很快。 L1 Cache(一级缓存)是CPU第一层高速缓存。内置的L1高速缓存的容量和结构对CPU的性能影响较大,不过高速缓冲存储器均由静态RAM组成,结构较复杂,在CPU管芯面积不能太大的情况下,L1级高速缓存的容量不可能做得太大。一般L1缓存的容量通常在32~256KB。 L2 Cache(二级缓存)是CPU的第二层高速缓存,分内部和外部两种芯片。内部的芯片二级缓存运行速度与主频详图,而外部的二级缓存则只有主频的一半。L2高速缓存容量也会影响CPU的性能,原则是越大越好,现在家庭用CPU容量最大的是512KB,而服务器和工作站上用CPU的L2高速缓存更高达1MB-3MB。
CPU扩展指令集:CPU依靠指令来计算和控制系统,每款CPU在设计时就规定了一系列与其硬件电路相配合的指令系统。指令的强弱也是CPU的重要指标,指令集是提高微处理器效率的最有效工具之一。增强了CPU的多媒体、图形图象和Internet等的处理能力。这些扩展指令可以提高CPU处理多媒体和3D图形的能力。MMX包含有57条命令,SSE包含有50条命令,SSE2包含有144条命令,SSE3包含有13条命令。AMD的3DNow!指令集。目前SSE3也是最先进的指令集,英特尔Prescott处理器已经支持SSE3指令集,AMD的双核心处理器支持SSE3。
制作工艺:制作工艺是指在硅材料上生产CPU时内部各元器材的连接线宽度,一般用微米表示。微米值越小制作工艺越先进,CPU可以达到的频率越高,集成的晶体管就可以更多。目前最新的CPU已经达到了65纳米的制造工艺。将来会有45,30的。
CPU内核电压和I/O工作电压:从586CPU开始,CPU的工作电压分为内核电压和I/O电压两种。其中内核电压的大小是根据CPU的生产工艺而定,一般制作工艺越小,内核工作电压越低;I/O电压一般都在16~3V。低电压能解决耗电过大和发热过高的问题。

楼上的给的基本是桌面级的家用或工作站级的CPU和游戏显卡,但实际上最顶级的CPU是服务器CPU,显卡是图形显卡,因此,我做了分类
1目前桌面级的顶级CPU是Intel 酷睿i7 4960X (7699元)
插槽类型:LGA 2011
CPU主频:36GHz
制作工艺:22纳米
三级缓存:15MB
核心数量:六核心 十二线程
核心代号:Ivy Bridge-E
热设计功耗(TDP):130
适用类型:台式机
超线程技术:支持
内存控制器:四通道 DDR3 1866
CPU系列:酷睿i7 4960
线程数:十二线程
2世界最顶级的CPU Intel 至强 E7-8870 (21399元)
插槽类型:LGA 1567
主频:2400MHz
最大Turbo频率:2800MHz
核心数量:十核心
线程数量:20
总线频率:64GT/s
L3缓存:30MB
制作工艺:32纳米
工作功率:130W
3游戏显卡中顶级的当属GTX690和HD7990 价格均为9000元
显存均为6G
4单芯片游戏显卡最顶级的是GTX780Ti,价格同样是9000元左右而即将发售的黑版的GTX Titan很可能会超越它
5世界上最好最贵的显卡是NVIDIA Quadro Q6000图形显卡
价值35万
其次是价值3万的AMD FirePro W9000

作为服务器CPU,多线程性能不错适合多开项目和渲染项目
基本参数 :CPU系列Xeon E5系列 ,制作工艺32纳米 ,核心代号Sandy Bridge EP
性能参数 : 核心数量八核心 ,线程数量十六线程 ,CPU主频22GHz L3缓存20MB, 总线规格QPI 8GT/s 热设计功耗(TDP)95W
内存规格:内存类型DDR3 800/1066/1333/1600MHz 封装规格,插槽类型LGA 2011,封装大小525×450mm ,最高容许温度(Tcase)73°C, 最大CPU配置2颗
技术参数 :睿频加速技术支持,20 超线程技术支持,虚拟化技术Intel VT 指令集AVX,64-bit 64位处理器支持
其它技术:支持博锐技术 ,定向I/O虚拟化技术,增强型SpeedStep技术,按需配电技术,温度监视技术,数据保护技术,平台保护技术 。

从486时代三大微处理器厂商齐头并进到随后Intel与AMD分道扬镳,CPU的核心架构越来越受到业界的关注。对微处理器架构熟悉的朋友相信不会忘记当Intel第一次启用P6架构时,AMD与Cyrix无可奈何的情景;当AMD力挽狂澜而推出K7架构时,Intel终于尝到了被动的苦头;当NetBurst架构意外出炉之时,人们对此又爱又恨;当以Pentium M迅驰架构为设计蓝图的Core架构统一江山时,前所未有的局面更让我们大为吃惊。
毫无疑问,如今决定CPU整体性能表现的关键因素已经不仅仅是主频,也不是缓存技术,而是核心架构。优秀的核心架构能够弥补主频的不足,更能简化缓存设计而降低成本,这才是优秀处理器的根基。然而对于CPU厂商而言,更换核心架构是极其艰难的举动,因为这将投入大量研发资金,更冒着性能不佳的风险。回顾历代CPU,我们不难发现Intel在大部分时间内都保持领先地位,如今更是走在了十字路口:NetBurst架构的发展潜力不如K8架构,而且近在眼前的制作工艺限制几乎又无法解决。在这样的关键时刻,Intel推出了全新的Core架构,在未来一段时间内将彻底取代现有的NetBurst架构。
帮助AMD绝地反击的K7架构
一、现实与理智的平衡:P5与P6架构
在486处理器时代,Intel、AMD和Cyrix的产品在性能方面并没有明显的差距,毕竟此时遵循的架构相同,而且主频一致,放在主板上的缓存也没有多大区别。在这样的背景下,Intel唯一的优势便是产能,AMD和Cyrix则继续紧跟巨人脚步。不过聪明的Intel并没有选择按部就班,通过一张专利授权证明,Pentium将AMD和Cyrix都挡在了门外。
Pentium处理器采用的P5架构
Pentium采用P5架构,这被证明是伟大的创举。在Intel的发展历史中,第一代Pentium绝对是具有里程碑意义的产品,这一品牌甚至沿用至今,已经有十几年的历史了。尽管第一代Pentium 60的综合表现很一般,甚至不比486DX66强多少,但是当主频优势体现出来之后,此时所表现出来的威力令人震惊。Pentium 75、Pentium 100以及Pentium 133,经典的产品一度称雄业界。在同一时代,作为竞争对手的AMD和Cyrix显然因为架构上的落后而无法与Intel展开正面竞争,即便是号称“高频486”的Cyrix 5X86也差距甚大,这并非是高主频所能弥补的缺陷。
痛定思痛,AMD面对这样的局面只能另辟道路。经过K5还算成功的试探之后,又发布了K6处理器,并逐渐衍生出K6-2和K6-3。如果说第一代K6还只能与具备MMX技术的Pentium打成平手的话,那么后续的K6-2和K6-3则凭借架构上的优势令Intel感受到巨大的压力。为此,Intel将原本用于Pentium Pro服务器处理器的P6架构用于桌面处理器,并且这一架构沿用多年,直到Pentium III时代。
沿用到Pentium III的P6架构
在Pentium时代,虽然Intel还是相对竞争对手保持一定的领先,但是Intel并未感到满足。在他们看来,只有从架构上扼杀对手,才能完全摆脱AMD和Cyrix两家的追赶。于是,Intel在发布奔腾的下一代产品Pentium II时,采用了专利保护的P6架构,并且不再向AMD和Cyrix授权。P6架构与Pentium的P5架构最大的不同在于,以前集成在主板上的二级缓存被移植到了CPU内,从而大大地加快了数据读取和命中率,提高了性能。AMD和Cyrix由于没能得到P6架构的授权,只好继续走在旧的架构上,整个CPU市场的格局一下子发生了巨大的变化,AMD和Cyrix的市场份额急剧下降。这里我们需要特别提一下K6-2+和K6-3,尽管这两款令人肃然起敬的产品也对Intel构成严重威胁,但是它们所谓的内置二级缓存并非集成在CPU核心中,因此绝对不能算作P6架构,浮点性能也有着不小的差距。
二、低开高走:客观评价NetBurst架构
1.P6架构难敌AMD K7
自从AMD在1999年推出K7处理器之后,整个CPU市场格局发生了翻天覆地的变化。从核心架构的技术角度来看,AMD实际上已经领先于Intel。在同频Athlon与Pentium III的较量中,AMD占据了上风,这与其EV6前端总线以及缓存架构有着很大的关系,而且AMD K7处理器的动态分支预测技术也领先于P6架构。
Barton核心的K7处理器让我们看到核心架构的重要性
面对这样的窘迫局面,Intel可谓将P6架构的优势发挥到极点。首先是一场主频大战,随后是在Tualatin核心中加入大容量缓存,再加上服务器处理器的SMP双CPU模式,Intel巨人最终还是保住了颜面。但是Intel深知,核心架构上的劣势迟早会令其陷入彻底的被动局面,一场架构革命演变在即。当全世界在试目以待的时候,Intel推出了微处理器发展史上极受争议的直至今天还在服役的NetBurst架构!
2.NetBurst架构喜忧参半
尽管如今的Pentium4已经是一块“金字招牌”,但是在其发展初期可并不是一帆风顺,第一代Willamette核心就饱受批评。对于全新的NetBurst结构而言,发挥强大的性能需要更高的主频以及强大的缓存结构,而这些都是Willamette核心所不具备的。256KB二级缓存显然不足,此时的整体性能受到很大影响。然而最让Intel尴尬的是,Willamette核心的Pentium4 15G甚至不如Tualatin核心的Pentium III,部分测试中甚至超频后的Tualatin Celeron也能越俎代庖。
Willamette核心让NetBurst架构出师不利
然而出师未捷身先死的情况并不会出现在如日中天的Intel身上,与Pentium III处理器相比,NetBurst架构的Pentium4在提高流水线长度之后令执行效率大幅度降低,此时大容量二级缓存与高主频才是真正的弥补方法。可是讽刺的是,频率比AthlonXP 2000+高出很多的Pentium4 Willamette 2GHz竟然服服帖帖地败于其下。尽管后续的NorthWood核心凭借512KB二级缓存略微挽回面子,但是当时AMD的K7架构也在发展,Barton核心将Intel陷入了被动。因此,我们可以给出这样一个明确的结论:Intel的NetBurst架构即便是面对AMD K7架构时也没有什么可骄傲的资本。如果不是Intel的市场调控能力超强,如今CPU市场的格局可能会是另一番景象。
NorthWood核心为NetBurst架构略微挽回颜面
3.流水线与CPU效率的关系
当然,我们如今看到的Prescott核心依旧是NetBurst架构,并且高频率产品的综合性能还是实实在在的。但是明眼人都看到了Intel的软肋:NetBurst架构过分依赖于主频与缓存,这与当前CPU的发展趋势格格不入。为了提高主频,NetBurst架构不断延长CPU超流水线的级数。
在这里有必要解释一下流水线的概念,它是Intel首次在486芯片中开始使用的。流水线的工作方式就象工业生产上的装配流水线。在CPU中由5~6个不同功能的电路单元组成一条指令处理流水线,然后将一条x86指令分成5~6步后再由这些电路单元分别执行,这样就能实现在一个CPU时钟周期完成一条指令,因此提高CPU的运算速度。经典Pentium每条整数流水线都分为四级流水,即指令预取、译码、执行、写回结果,浮点流水又分为八级流水。
超标量是通过内置多条流水线来同时执行多个处理任务,其实质是以空间换取时间。而超流水线是通过细化流水、提高主频,使得在一个机器周期内完成一个甚至多个 *** 作,其实质是以时间换取空间。例如,起初Pentium4的超流水线就长达20级,随后的Prescott更是提升到31级。超流水线设计的级数越长,其完成一条指令的速度越快,因此才能适应工作主频更高的CPU。但是超流水线过长也带来了一定副作用,很可能会出现主频较高的CPU实际运算速度较低的现象,Intel的NetBurst架构就出现了这种情况,虽然它的主频可以很高,但其运算性能却远远比不上低主频的AMD处理器。
Intel自然也知道这样的问题,但是NetBurst架构已经迈开脚步,这已经无法停止。为此,Intel不得不继续提高主频并且加大二级缓存容量。可是让Intel十分尴尬的是,如今处理器制作工艺开始面临瓶颈,即便是65纳米工艺,未来想要在NetBurst架构实现高主频也是极为困难的事情,这意味着NetBurst架构今后将无法继续凭借主频优势与竞争对手匹敌。此外,巨大的缓存容量也是一个负担,这不仅提高了成本,也令发热量骤升。如果不是Intel的市场公关与口碑较好,那么Intel处理器早就要陷入尴尬了,因为如今高频Pentium简直就是高发热量和高功耗的代名词,甚至Celeron D也是滚烫滚烫。
Prescott核心成为NetBurst架构的强弩之末
三、巨人的王牌:Pentium M尽显Intle实力
与桌面市场相比,Intel在移动市场拥有更为强大的控制能力。从486处理器到如今的Pentium M,Intel一直称霸移动处理器市场。在传统模式下,Intel移动处理器只是桌面处理器的低频低电压版本,然后加上一些节能技术,但是第一代迅驰Pentium M却走出了这一框架。
尽管业界中不少人认为第一代Pentium M(Banias)仅仅是改良版的Pentium III-M,通过超大容量的二级缓存以及更高的前端总线来提升性能,但是对于移动用户而言,我们看重的仅仅是性能与功耗。Banias的性能已经几乎与Pentium4并驾齐驱,而功耗更是大幅度减小。作为Intel第一款专注移动市场设计的处理器,其成功是勿庸置疑的。更加令人没有想到的是,Banias核心的Pentium M一旦应用到桌面平台并大幅度超频之后,其性能完全压倒了Pentium4,随后Dothan核心的Pentium M将这一神话进行到底。我们不仅要问:Pentium M到底是哪一种核心架构,NetBurst架构是不是一个巨大的讽刺?
平心而论,对比Dothan核心的Pentium M与主流Pentium4,我们不难发现Intel的尴尬之处。从技术角度而言,Intel完全有能力推出比当前Pentium4性能更好的处理器,但是错误的架构选择令其陷入被动。业内有人质疑过:Pentium M的核心架构依然是P6,只不过结合了NetBurst架构的前端总线技术,通过减少原先P6微架构下指令编译后的微指令数目来改善指令编译器及处理单元的效能,并且主频和缓存都大幅度加强。
Dothan核心的Pentium M处理器
尽管我们一再认为AMD的K7架构十分先进,但是不可否认的是,K7架构基本上与P6架构相差不大。如果K7也配备大容量缓存与主频,那么其性能表现与Pentium M将是差不多的,这一点在多种测试中也得到证明。Intel显然是意识到在当前制作工艺受到限制并且CPU越来越要求低发热量的大背景下,CPU必须提高流水线效率。在仓促之间,Intel选择了P6架构来简单应付。只不过Intel的市场调控能力实在太出色,而相关技术的领先也帮助Pentium M站稳脚跟,继而创造了“迅驰神话”。事实上,迅驰的空前成功同样令到Intel感到痛楚,那就是更显得桌面NetBurst架构的软弱,壮士断臂的举措已经不止一次在Intle的高层会议上被提上议程。
四、壮士断臂:NetBurst架构终于落幕,Core架构临危授命
既然NetBurst架构已经无法满足未来CPU发展的需要,那么Intel就必须开辟全新的CPU核心架构。事实上,Intel就早做好了技术准备,迅驰III中的Yonah移动处理器已经具备Core核心架构的技术精髓。Intel于前不久正式公布了全新的Core核心架构:未来台式机使用Conroe,笔记本使用Merom,服务器使用WoodCrest,这三款处理器全部基于Core核心架构。
1.流水线效率大幅度提升
主频至上的CPU研发思路显然已经被淘汰。Core架构的处理器将超流水线缩短到14级,这将大幅度提升整体效率,令CPU避免出现“高频低能”的尴尬现象。然而更加值得我们关注的是,Core架构采用了四组指令编译器,这与Pentium M处理器有些类似。所谓四组指令编译器,就是指能够在单一频率周期内编译四个x86指令。这四组指令编译器由三组简单编译器(Simple Decoder)与一组复杂编译器(Complex Decoder)组成。四组指令编译器中,仅有复杂编译器可处理最多由四个微指令所组成的复杂x86指令。如果不幸碰到非常复杂的指令,复杂编译器就必须呼叫微码循序器(Microcode Sequencer),以便取得微指令序列。
为了配合超宽的编译单元,Core架构的指令读取单元在一个频率周期内,从第一阶指令快取中,抓取六个x86指令至指令编译缓冲区(Instruction Queue),判定是否有符合宏指令融合的配对,然后再将最多五个x86指令,交派给四组指令编译器。四组指令编译器在每个频率周期中,发给保留站(Reservation Station)四个编译后的微指令,保留站再将存放的微指令交派(dispatch)给五个执行单元。
自从 AMD 失败的 K5 设计之后,已经有超过十年的时间,x86处理器的世界再也没有出现过四组指令编译器的设计。因为x86指令集的指令长度、格式与定址模式都相当混乱,导致x86指令解码器的设计是非常困难的。但是如今的局面已经有所改变,一方面是高主频对于四组精简结构有着很大的依赖性,另一方面是其它辅助性技术也能很大程度上弥补解决定址模式混乱的难题。毫无疑问,Intel的这一创举将是在CPU核心架构设计上具有里程碑意义的,未来我们将有望看到CPU的整体性能有大幅度提高。
Conroe完成128bit向量运算的示意图
2.全新的整数与浮点单元
从P6到NetBurst架构,整数与浮点单元的变化还是相当明显,不过如今Core架构的变化也同样不小,只是部分关键技术又改回P6架构时代的设计。Core具备了3个64bit的整数执行单元,每一个都可以单独完成的64位整数运算 *** 作。这样一来Core就有了一套64bit的复杂整数单元(这一点和P6核心的CIU相同),以及两个简单整数单元用来处理基本的 *** 作和运算任务。但是非常特别是的是,3个64bit的整数执行单元中的一个简单整数单元和分支执行单元将会共享端口。该端口处的简单整数单元将和分支单元共同完成此处的宏指令结合的任务。
如果说Core架构就是P6架构,那无疑是不公平的。能够独立完成64bit整数运算对Intel x86处理器来说还是头一回,这也让Core得以走在了竞争对手的前列。此外,64bit的整数单元使用彼此独立的数据端口,因此Core能够在一个周期内同时完成3组64bit的整数运算。极强的整数运算单元使得Core在包括游戏、服务器项目、移动等方面都能够发挥广泛而强大的作用。
Core构架的设计图
在以往的NetBurst架构中,浮点单元的性能很一般,这也是为什么AMD处理器总是在3D游戏中有更好表现的原因之一。不过Core构架进行了不小的改进。Core构架拥有2个浮点执行单元同时处理向量和标量的浮点运算,其中一个浮点单元执行负责加减等简单的处理,而另一个浮点单元则执行负责乘除等运算。尽管不能说Core构架令浮点性能有很大幅度的提升,但是其改进效果还是显而易见的。在多项测试中,Conroe台式机处理器已经能够打败AMD高端的FX62。
Core构架的整体效率以及高于AMD K8
3.数据预读机制与缓存结构
Core 架构的预读取机制还有更多新特性。数据预取单元经常需要在缓存中进行标签查找。为了避免标签查找可能带来的高延迟,数据预取单元使用存储接口进行标签查找。存储 *** 作在大多数情况下并不是影响系统性能的关键,因为在数据开始写入时,CPU即可以马上开始进行下面的工作,而不必等待写入 *** 作完成。缓存/内存子系统会负责数据的整个写入到缓存、复制到主内存的过程。
此外,Core 架构使用了Smart Memory Access算法,这将帮助CPU在前端总线与内存传输之间实现更高的效率。Smart Memory Access算法使用八个预取器,这种预取器可以利用推测算法将数据从内存转移到二级缓存,或者从二级缓存转移到一级缓存,这对于提高内存单元性能以及缓存效率都是很有帮助的。
Core 架构的缓存系统也令人印象深刻。双核心Core 架构的二级缓存容量高达4MB,且两个核心共享,访问延迟仅12到14个时钟周期。每个核心还拥有32KB的一级指令缓存和一级数据缓存,访问延迟仅仅3个时钟周期。从 NetBurst 架构开始引入的追踪式缓存(Trace Cache)在 Core 架构中消失了。NetBurst 架构中的追踪式缓存的作用与常见的指令缓存相类似,是用来存放解码前的指令的,对 NetBurst 架构的长流水线结构非常有用。而 Core 架构回归相对较短的流水线之后,追踪式缓存也随之消失,因为 Intel 认为,传统的一级指令缓存对短流水线的 Core 架构更加有用。当然,如今的缓存结构还仅仅是Core 架构的最低版本,随着未来核心改进,缓存结构只会变得越来越强。
Conroe台式机处理器的真面目
4.真正的双内核处理器
对于PC用户而言,多任务处理一直是困扰的难题,因为单处理器的多任务以分割时间段的方式来实现,此时的性能损失相当巨大。而在双内核处理器的支持下,真正的多任务得以应用,而且越来越多的应用程序甚至会为之优化,进而奠定扎实的应用基础。从技术角度来看,双内核的处理器确实令人期待。
Intel目前规划的双核心处理器很多,包括Pentium Extreme Edition和Pentium D等。但是Intel的双核心一直饱受争议,原因便是其实质仅仅是封装两个独立的内核,互相之间的数据传输甚至还需要通过外部总线,这令效率大幅度降低。而Core 架构的设计将会令怀疑者闭嘴:其二级缓存并没有分成两个单独的单元,而是两个核心共享缓存。这一点非常重要,它说明Core并不是简单地将两个核心拼在一起。
当然,Core架构的优势还不仅仅是这些,还包括降低功耗的Intelligent Power Capability技术以及优化多媒体性能的Advanced Digital Media Boost技术。Core架构的设计理念应该说非常正确,在摒弃主频至上策略之后,Intel终于回到正轨,这对于业界而言无疑是一个好消息。此外,Core架构的Conroe台式机处理器将会兼容I975芯片组,因此未来Intel处理器的产品线又将拉长,这意味着一场价格大战在所难免,这对于广大消费者又是一个好消息。
写在最后
未来我们期待的不仅仅是纯计算速度更快的处理器,出色的多任务并行处理、强大的64位计算能力、人性化的防病毒功能以及合理的功耗,这些才是用户真正想要的。正如AMD在前几年一直反对“为技术而技术”一样,以客户需求为指导,遵循产品发展规律才是走向成功的捷径。我们同样希望与Intel苦战多年的战士在面临Intel的强大攻势下继续顽强作战,与Intel一起继续为业界奉献出色的改变人类生活的微处理器产品。

您好
Intel 四核至强 E5320 186GHz参数细节
基本参数生产厂商Intel
适用类型服务器/工作站
服务器CPUXeon 5300系列
CPU核心Clovertown
核心数量四核心
制作工艺65纳米
多路运算支持, 双路
插槽类型Socket 771
针脚数771 pin
技术参数CPU主频186GHz
前端总线1066MHz
指令集MMX,SSE,SSE2,SSE3,EM64T
CPU缓存二级缓存容量8MB
物理参数工作功率80W
谢谢您的大力支持


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