为什么AMD3000+的主频还没有赛阳336+的高啊

2003年，INTEL（英特尔）向人们展示了未来数年内的宏图－奔腾四的频率将高达10GHZ甚至20GHZ。现在看来这似乎已经是一个笑话了，因为2004年INTEL宣布取消开发频率为4GHZ的奔四，而2005年秋季IDF上，INTEL更宣布奔四系列CPU将于2006年下半年全部退出舞台，代之以基于奔腾三的2GHZ左右的CPU系列。
INTEL追求频率而不是性能的时代终于快要完全结束了（INTEL的笔记本电脑早已是在16到2GHZ之间）。
时钟倒转5年，也就是2000年初，AMD发布了世界上第一款频率达到1GHZ的CPU，所谓速龙雷鸟系列－ATHLON THUNDERBIRD。INTEL受到严重挑战，急忙之中发布了 103 GHZ的奔三。但是这些奔三存在严重的逻辑问题，后来全部被回收。INTEL估计奔三的问题需要6个月才能解决，于是决定采用一种新的设计，这就是所谓NETBURST结构，也就是奔四和至强芯片的基础。NETBURST的特点就是HYPER PIPELINE（超流水线），核心思想就是把奔三使用的10级流水线增加到22级甚至更多，这就给提供频率提高了很大的空间。
一个计算指令在CPU里的执行是要经过多个步骤的，这个步骤数目就是流水线级数。在ATHLON和奔三CPU里，流水线是10级左右，一个指令进去后，经过10道工序、10个时钟周期（CLOCK CYCLE）就完成了。在奔四里，流水线被拉长到22级，一个指令进去后，过22个周期才完工。但是拉长流水线，却可以提高频率。
道理很简单，频率与周期是倒数关系，把原来的工作分成更小的片断，那么每一片断的时间就会缩短，也就是频率会提高。比如说，假如一个厨房做菜，分两道工序，第一道洗菜、切菜，第二道炒菜、装盘，假如现在把每一道工序拆开，分洗菜、切菜、炒菜、装盘四道工序，那么显然每一道工序的时间T会缩短，频率1/T就会提高了。
但是提高流水线长度会引起很多问题，22级的流水线意味着在任一时刻都有22条指令在执行，为了不闲着，CPU必须预测下一步，不是下一步，而是22步后应该执行那条指令，但一旦发生预测错误，流水线就必须全部刷清重来。就像厨房为了不让厨子们闲着，根据预测做新的菜，但如果发生预测错误，就只能倒掉浪费了－在CPU这个厨房里可是没有冰箱冷藏剩菜的。
由此可见，单靠增加流水线级数来提高频率并不见得能提高性能，不过对于广大计算机用户来说频率高等于机器快已经成了常识了，大家买机器就看主频高低。INTEL奔四的频率直线上升，到2002年底，奔四NORTHWOOD的频率竟已突破3GHZ，达到306GHZ。AMD的流水线级数少，在频率上怎么也拼不过，只好采用所谓性能评分的给其CPU定型号，什么ATHLON XP 2800+、ATHLON XP 3000+之类, 频率在22GHZ。在性能测试方面，INTEL与BAPCO合作，开发SYSMARK系列性能测试，分析表明这些测试明显对INTEL有利，主要是那些不断重复（可预测）的流媒体计算。尽管如此，在基本无规律可循的的三维游戏等实际应用测试中，AMD一直保持了优势。
此时的奔四是基于130纳米工艺，3GHZ的频率也几乎到顶了。INTEL期待新的90纳米工艺会带来更大的频率增长空间，因此又进行了改造，开发出PRESCOTT版本的奔四，竟把本来已是超长的流水线再拉长到31级，同时增加了高速缓存容量。目标很明确，更高的频率。但正如奔腾芯片的主设计师BOB COLWELL在斯坦福大学讲学指出的，奔四的频率增加并不能使性能同比增加，更多的是一种市场推广的策略。实测表明，在同样频率下，31级台阶的PRESCOTT比22级的NORTHWOOD奔四要慢。
两三年前，龙芯的设计者在谈到奔四时就曾很批其22级流水线，认为那简直是疯了，想不到INTEL把这一招用到极致－INTEL的目标是10GHZ的主频。不幸的是，这么高的频率受到了物理学原理的限制，频率越高，功耗越大。奔四PRESCOTT一出世就高烧不止，其最高功耗达到了151瓦。相当于一个151瓦的大灯泡放在一个不到两平方厘米的面积上。为了防止硅片在高温下融化，INTEL发明了一种热刹车的技术，在芯片内部有多个温度感应器，如果超温，能在一微妙之内把频率降到一半（网上有一个程序叫THROTTLE WATCH，能监测INTEL奔四的这种热刹车现象）。同时INTEL开发了一种叫BTX的新的主板排版标准，有利于散热，但是反响不大。
其实INTEL的设计师们知道提高流水线太长损害性能。INTEL的服务器芯片ITANNIUM就只有8级流水线，最高频率为16GHZ。INTEL迅驰技术的PENTIUM-M（其实就是奔三改进型）芯片流水线约12级，与ATHLON相近，最高频率也就是2GHZ左右，性能与36GHZ的奔四相比并不逊色。
与INTEL的单纯追求频率相反，AMD早就意识到功耗是频率的杀手。因此AMD早在1999年就已经把精力放在改变计算机结构上，着力开发了第八代结构K8（请参看作者“浅谈第八代CPU”一文），其成员包括OPTERON服务器芯片、ATHLON64桌面芯片、TURION64移动芯片和SEMPRON等。第八代结构完全去掉了传统的共享前端总线，使用AMD发明的速度高达80亿字节每秒的超传输技术，实现了CPU与内存，CPU与I/O，CPU与CPU之间的直接连通，同时AMD增加了核心的计算单元数量，提高了计算容量。在工艺方面，AMD与IBM合作，发明了DSLSSOI工艺，使芯片性能进一步提高30％。在保持12级流水线的情况下，AMD的单核心CPU主频增加到了28GHZ（FX57，皓龙854）。AMD更开创了x86的64位技术和双核心技术，又几乎把计算速度再翻一番，把INTEL远远抛在后面。这些风云突变，使INTEL终于清醒过来，开始全力追赶。
在今年秋天的IDF上，INTEL做出了一个意料之中的决定，完全废除奔四，而将在2006年下半年通盘采用一种新的结构。但与AMD64 的革命性结构相比，INTEL的结构实际上并没有很大的变化，基本上是NETBURST和奔三的结合。这一结构的流水线为14级，总线频率比奔三（迅驰）要高，约在800MHZ，而主频约为2GHZ左右，支持AMD的64位指令和其他功能。这一场P4的物种灭绝必然造成一定的镇痛和混乱，但对INTEL来说却是别无选择－它已经落后太多了。业界人士普遍认为，INTEL需要5年左右时间才能完成向第八代CPU的结构转变，它与AMD之间的性能差距在两年之内没有能够缩小的迹象。
昨天，INTEL发布了单核奔四的终极版，38GHZ的PRESCOTT，这一代曾经轰轰烈烈的CPU发出了绝唱，行将走入坟墓了。代之而起的，是以AMD64为代表的，低功耗、高性能、64位的明天！
赛扬和奔腾不是一个档次的CPU，性能上是不能相提并论的；赛扬D336的性能和AMD的sempron 2600差不多

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