为什么AMD3000+的主频还没有赛阳336+的高啊

为什么AMD3000+的主频还没有赛阳336+的高啊,第1张

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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