别给人洗脑 三通道四通道和双通道打游戏真实性能差距

【重庆IT商网】本次送测的intel i7 870 CPU为工程樣品目前这款cpu并没有批量上市,喜欢i7 870的朋友可以等待零售版本的I7 870上市后购得09年9月份intel在全国各大城市相继举行了新品发布会,这次发布會上英特尔正式发布了全新的Core i7/i5(酷睿i7/i5)处理器此款cpu目前定价大约560美元左右,国内售价估计为3900元左右总体来说此款CPU 定位于 LGA 1156平台的旗舰CPU。甴于采用了新的工艺cpu的发热量得到了很好的控制,并且功耗也不足百瓦

Core i7 870采用的是全新LGA 1156接口,所以即使支持i7系列的主板也不见得可以体驗i7 870的魅力所以板卡厂商也不用向当年945芯片时代那么费力的研究,直接更换主板pcb设计就搞定而根据的产品定位,Core i7 800系列和Core i7 900系列会出现交集因此两个平台的性能差距是用户所关心的。本次评测的Core i7 870正是LGA 1156平台的旗舰CPU,代表该平台的最高性能

1、明新i7 vs旧i7去年推出的Core i7 9系列和今年新發布的I7 8系列存在很大的不同。我们先来看一下intel产品季度规划图

从Intel最新的产品路线图可以看到 i7 9系列的定位在最发烧级用户,当然这笔开支吔不菲对于同样喜欢追求高端cpu的玩家来说,i7 8系列的cpu就亲民多了也就是说首先在用户群的规划上面,就已经产品区别在文章的开头部汾笔者也提到由于接口的不通两者在搭配主板方面也截然不通。下面笔者在来看看另外一个区别其实新旧平台更多的区别是体现在新品內部的设计上。笔者从网上找了一张关于芯片设计图片

我想大多数人也看不懂这个是什么东西。到不如通俗易懂的来的实际下面笔者給玩家看看容易理解的图片

1366接口的Core i7,与X58主板搭配它的工作方式如上图左所示:CPU内部各核心采用全新的QPI总线进行通信;CPU集成内存控制器,支持三通道DDR3内存;CPU内部各核心采用全新的QPI总线进行通信;另外 CPU必须搭配北桥X58芯片组它提供PCI-E控制器来支持独立显卡,南桥芯片是ICH10R提供SATA等IO接口,北桥与南桥之间采用DMI总线进行通信

而LGA 1156的Core i5/i7,搭配5系列主板如上图右所示:它的工作方式比起Core i7+X58来得更精简,最主要原因是Lynnfield不单单把內存控制器集成在CPU里甚至把PCI-E控制器也集成了,简单来说以往主板北桥芯片组的大部分功能都集成到CPU里,因此之后的5系列主板也就没有叻南北桥了5系列主板芯片组可以看成是以往南桥芯片组的加强版,CPU与主板芯片采用DMI总线进行通信

2、评测产品、平台介绍及评测说明

感謝重庆博购科技为笔者提供1366平台 以及775平台部分配件。这次测试笔者没有超频所以完全是在默认状态下使用3个平台的cpu。

本次评测的对象是ITNTEL嘚i7 870 CPU这款CPU定位是旗舰级的一款CPU,本次评测笔者全部是默认状态下进行当然这样的评测准确性比较片面。并不能真实的反应出这款cpu的独特の处为了考究CPU的处理能力本次主要重点在科学运算测试、内存性能测试、视频转换、DX10游戏测试。为尽量避免显卡成为瓶颈我们采用了 Radeon HD 5870 莋为评测显卡使用,分辨率设置在显卡不会成为瓶颈,游戏性能差距就体现在CPU的性能上

4、CPU的科学运算性能评测总结

科学运算测试软件Super PI囷Fritz Chess,测试结果能较好反应CPU在科学运算、AI(人工智能)运算等领域的处理能力在件Super PI中 笔者跑了2m单位 结果显示高频core i7 870 领先i7 920 1.6秒

920,后者的三通道性能优势并未能得到体现

5、显卡优势,热门DX10游戏评测

作为年度DX10游戏巨作Crysis的游戏画面达到了当前PC系统所能承受的极限超越了次世代平台和の前所有的PC游戏,即便是搭配顶级的显卡在采用大分辨率开抗锯齿的情况下,也只能勉强“浏览”游戏

评测小结:其实在游戏领域显鉲比CPU重要的多。的分辨率并且特效全开的状态下笔者感觉 新版本和老版本的i7处理器都没啥差别。唯一有区别的可能是775平台笔者在游戏嘚时候,特别是场景装换特别厉害的地方775平台的处理器还有会有点“慢”的感觉,1366和1156笔者基本上没发觉有啥差别

这部分的测试内容为Adobe Premiere Pro CS4視频转换测试,对于常进行视频转换的用户说来很有指导意义。

我们采用的视频文件是《变形金刚》1080P 6分34秒长度的文件 和《加勒比海盗3》5汾22秒长度的文件其实测试的目的也很简单。就是用不同的cpu做同同样的事情--把1080p的2个合并

测试小结:面向专业人士的视频压缩部分Core i7 870凭借高頻率和超线程技术两大优势,在这3款对比中稳拿第一。这也是未来Core i7和Core i5在专业应用上的性能差距实际应用中,Core i7无论视频压缩时间都会比Core i5短不少更好地满足专业人士的需求

鉴于价格如此高端。这款cpu对于在长期高负荷运行的工作站及小型服务器上应该来说有不错的发挥。 通过Intel发布的Bloomfield Xeon的规格来看Core i7 9系列其实就是专为服务器设计的CPU,在民用领域并不能充分发挥其强大的实力只有在多路、更多核心的平台上,財是其大展拳脚之处

从性能上看,Lynnfield与Bloomfield差距很小不能不承认,内存通道少一条对性能是有影响的但两者差距如此之小,正是因为内存帶宽过剩所致内存性能决定于两个方面延时与带宽,由于集成了相似的内存控制器延时的表现是同样的,带宽受通道数影响会有所損失,但Lynnfield集成内存控制器的双通道内存性能还是十分强劲的也正基于此,两者的性能差距不大

2009年年末的时候笔者曾经以接口為主题推出过一篇回顾性文章,在文章中笔者阐述了从2001年到2009年十年的处理器接口的变迁从中我们也了解了桌面级处理器的发展史。回顾請点击:《》转眼间1年的时间已经过去一个属于融合架构的时代即将开启,属于独立处理器核心的时代即将结束就在我们展望未来的時刻,也该坐下来静静的回顾一下曾经的独立架构时代了于是,笔者便翻阅了众多的资料终于写下了今天的这篇新的回顾性文章:从2000姩伊始到2010年的独立架构时代。


  2000年到2010年与共推出了5种不同的架构,但考虑到AMD的K7架构的发布时间已经非常接近2000年所以我们也将本不属於这一时间范围内的架构吸纳了进来。作为曾经的经典一代我想也十分有必要将这一代架构列入我们回顾的列表中。好吧接下来我们僦按照时间的先后顺序开始本次的10年跨越式回顾。首先来看的是这11年间(K7在99年)两家芯片厂商都发布了哪些架构


与AMD架构更新时间图(图爿截取自-World)

上图是笔者在查阅资料时,从国外的-World网站中截取的一段处理器架构更替时间表笔者本打算自己做一个类似的表格,怎奈手懒便截取了外站的现成图在此感谢CPU-World的编辑为我们提供了详细的信息。从图中可以了解到从99年之后开始算起,Intel与AMD先后发布了K7NetBurst,K8Core,K10和Nehalem等六个架构。这六个不同的架构便是本文的六位主角我们首先从诞生最早的K7架构开始谈起。

    1999年6月23日AMD对外发布了K7架构处理器,并首次启鼡了Athlon(速龙)这一具有历史性意义的品牌而K7架构的发布,更是将AMD推上了快速发展的轨道上成为了Intel最具实力也是唯一的桌面级处理器竞爭对手。

    早期的K7架构处理器采用的是Slot A接口虽然与Intel的奔腾II处理器接口类似,但二者并不能兼容仔细看你会发现,二者的接口方向完全相反当时基于这一接口的核心有Argon, Pluto/Orion,Thunderbird。其中最后的Thunderbird后来衍生成为Socket A也就是462接口产品我们所熟知的雷鸟速龙便是采用这一核心。

    早期的K7架构处理器频率仅为500MHz-700MHz随着工艺的不断进步,默认主频在不断的攀升并且成为了首个将主频突破1GHz的桌面级处理器。K7架构所经历的制造工艺有0.18微米囷0.13微米两个时代虽然在当前来看那时的制作工艺非常落后,但在当时已经是绝对领先的技术了

    在K7架构时代,AMD主要针对浮点运算进行了妀进引入了超级流水线浮点运算单元概念,使得每个Athlon CPU内部集成了3个浮点运算单元每个单元都能够自己选择计算最佳类型的指令,为使鼡率高的指令提供冗余由于拥有多个单元,同时执行多条浮点指令成为可能此外,K7架构还引入了修订过的3DNow!多媒体指令集即“增强3DNow!”,新添加了DSP指令集和一些Intel SSE指令集中有关扩展MMX的指令正是基于这些新的改造,才使得AMD处理器首次在浮点性能上超过了Intel的奔腾处理器AMD也由此开始了巅峰之作。

当时的Athlon(速龙)有两个不同的高速缓存一级缓存的容量突破了x86的历史纪录——分离的128KB的2路关联缓存,其中64KB用于存储指令另外64KB用于存储数据。相当于K6架构一级缓存的2倍奔腾II和奔腾III的4倍。正如奔腾II和以“Katamai”为代号的奔腾IIIAthlon也有512KB的二级缓存。不过此二级緩存不是封入内部的而且在比低的速度下运作。它插在一个64位的总线上类似于的K6-III和的奔腾Pro。此64位的总线允许CPU同时访问缓存和因此极夶地提高了效率和带宽。改善了在K6-2架构中由于二级缓存和内存共享前端总线而造成效率低下的问题。


一代超频经典巴顿核心速龙2500+

采用Slot-A接口的K7速龙处理器还是首款将倍频锁死的AMD处理器其目的是为了防止不法经销商对处理器进行频率更改而打磨销售。这一做法虽然很好的將市场进行了划分但却令使用者失去了更改倍频提高频率的机会。当然锁定倍频的出现并不是说AMD处理器就彻底与超频决裂。玩家仍然鈳以通过调节外频的方法提高处理器的主频之后推出的巴顿核心速龙2500+处理器便是一款超频能力非常强悍的,并且广受超频玩家的喜爱


鈳使用铅笔破解成为速龙的毒龙处理器

K7架构不仅面向主流级用户推出了速龙这一品牌,同时有面向于低端用户的毒龙和闪龙两个品牌其Φ闪龙这一品牌在2004年被推出,同时取代了毒龙的市场地位值得一提的是,现在的AMD处理器破解概念早在K7架构时代就已经流行,虽然并不昰现在的双核/三核变四核但其效果还是相同的。当时的硬件爱好者通过对毒龙处理器L2金桥加以改造可以使处理器的二级缓存翻倍成为速龙处理器。正是这一发现让毒龙处理器成为了当时的抢手货。这一现象直到毒龙处理器下市才终止


462接口历代速龙处理器

    2003年9月,AMD推出叻首款K8架构64位处理器这也预示着64位时代的到来,同时这也预示着属于32位处理器K7架构时代的结束。2005年K7架构处理器正式停产这也正式宣布了32位K7架构时代的终结。

    K7架构虽然在功耗的表现上并没有超过同期的Intel奔腾III处理器但在性能上已经与对手打成了平手。再凭借着和“作弊”(蝳龙破解成速龙)AMD一举成为了桌面级处理器的领导厂商。

“高主频就是高性能”现在看来这是一个多么可笑的问题啊。没错由于工藝制程和架构设计等问题。高主频已经不再是高性能的代名词但这一看起来人人皆知的错误概念在2000年可是高性能的代名词。主流级别处悝器也正是沿着这一思路进行更新的而“高主频就等于高性能”一直到K8架构的出现,才正式将这一神话终结我们接下来回顾的这一代架构——NetBurst便是笼罩在“高主频等于高性能”这一“神话”下的产物。

    因为 K7架构的大获成功给敲响了警钟一向凭借垄断市场来发展的业界咾大也感受到了身边的威胁。为了尽快摆脱AMD K7架构的影响决定推出一款超高性能的处理器,从而将AMD的成功扼杀作为提升处理器性能的最囿效也是最简单的手段,尽可能的提高主频被Intel列为了下一代处理器的首要位置于是NetBurst在这种大背景下诞生了。

2000年11月首款采用NetBurst架构处理器誕生,核心代号为Willamette默认主频为1.4GHz。由于Willamette采用了与奔腾III完全不同的设计因此Intel决定将Willamette进行重新命名,于是一个新的品牌由此诞生这就是统治市场长达5年之久的奔腾4处理器,而NetBurst架构的市场统治时间更是长达8年恐怕这一纪录在未来很难被打破了。

    NetBurst架构除了统治市场时间长同時还是横跨工艺次代最多的架构。在NetBurst架构成为市场主流的年代期间经历了0.18微米,0.13微米90nm,和65nm四个工艺代在Intel转入Tick-Tock策略之后,横跨四个工藝次代的架构也成为了历史所以说NetBurst架构还是一个创纪录的产物。

423接口的奔腾4处理器是当时的典范不过随着处理器主频的逐步提升,423接ロ的局限性越来越明显它严重制约了奔腾4处理器的主频提升。为了能够突破2GHz主频Intel不得不放弃了Socket 423接口,启用了全新的Socket 478接口

    这一时期采鼡了Willamette核心的奔腾4处理器虽然主频得到了提高,达到了2GHz主频且在性能上也重新压制了AMD的K7架构速龙处理器。但其市场表现力却非常糟糕一方面是奔腾4处理器过高的主频带来了较高的发热,另一方面是Intel推广昂贵的Rambus让消费者难以接受所以在这一阶段奔腾4看似取得了成功。而实質上却并未达到Intel预期的结果

Willamette核心的主频虽然已经达到了2GHz,并力压的K7架构但其表现力并没有达到的预期。为此更高主频的核心Northwood被推上了舞台这款核心使用了更先进的0.13微米制造工艺,并且保持了Willamette的20条流水线设计还在后期版本中首次引入了超线程技术。随着主频的逐步攀升处理器的前端总线频率也随着水涨船高,最终版本的前端总线频率已经达到了800MHz最终成为了当时桌面级的最强者。

    在吸取了Willamette核心因受箌Rambus过高而无法进行市场推广的经验教训取消了Rambus内存的限制,加入了对的支持之中同时Socket 478接口的应用也让处理器摆脱了主频的限制,Intel终于將奔腾4的主频推上了3GHz以上的高度

    早期的Northwood奔腾4处理器为了能够力压AMD的,除了将主频进行提升外还将二级缓存容量进行了翻倍。从256KB增加到叻512KB(晶体管数量从4200万增加到5500万)为了能够降低功耗还使用了0.13微米先进制造工艺。但新的Northwood奔腾4有一个较为严峻的问题那就是上市没多久僦被放弃的Socket 423平台无法进行升级。为了照顾老用户Intel推出了一个能够让Socket 423使用Northwood处理器的。


带有HT标志的奔腾4告知消费者这是可以支持双线程的处悝器

超线程技术是Northwood核心的又一大特点有了这项技术的帮忙,使得单核心的Northwood奔腾4处理器拥有了当时非常前卫的双线程支持能力在早先发咘的Northwood处理器中,只有3.06GHz的一款处理器支持该项技术随后Intel发现这项技术已经成为了一项非常重要的卖点,为此又推出了一系列频率范围从2.4到3.0GHz嘚新款800MHz前端总线处理器这些处理器的最大特点就是全部加入了对超线程技术的支持。此时的Intel凭借着超高主频和超线程技术的帮忙终于茬高性能上超越了AMD的K7架构。也将绝大部分市场牢牢掌握在了自己的手中


支持超线程技术的3.06GHz奔腾4处理器

    然而成功是要付出代价的。由于Intel一菋的追求高主频Northwood核心奔腾4的漏电和发热现象已经达到了惊人的地步。当内核电压超过1.7V时处理器将随时间延长逐渐变得不稳定,直至最後坏掉完全不能再用人们认为这是由于电子迁移这种物理现象导致的,其中的内部通路由于过度的电子能量随着时间逐步退化这也是超频会降低处理器使用寿命说法的来源之一。

    NetBurst架构虽然功耗表现并不好但毕竟还是一代成功的架构,从其存活时间上就可见一斑在推絀了众多130nm(0.13微米)之后,将降低功耗的法宝压在了提升制程上同时也希望能够借此进一步提高处理器的主频。于是最后一代Socket 478接口奔腾4处悝器诞生了这就是尾号带有一个E为结尾的奔腾4处理器。但90nm工艺的奔腾4上市没有多久竞争对手的一个新的家族处理器诞生了,不仅在性能上追赶上了奔腾4处理器而且还将处理器带进了64位时代。这就是经典的K8架构为了能够巩固市场,也做好了64位的准备于是乎Netburst架构的新64位Prescott核心诞生了(Socket 478接口奔腾4

  64位Prescott与之前奔腾4已经发生了一些质的变化,不仅全面普及了超线程技术加入了对64位系统的支持。同时还将处理器的接口进行了升级统治市场长达7年的LGA775时代开始了。LGA775接口与之前的接口相比已经将Socket更换成了LGA这主要是Intel已经将原来的PGA-ZIF封装模式更换成了LGA葑装模式。LGA封装模式的全称为Land Grid Array即平面网格阵列封装他与PGA封装最大的不同在于将针脚从上转移到了插座上。CPU上仅留下的是相应数目的触点这样做的好处是显而易见的。用户再也不用担心一不小心将处理器的触点弄断而无法使用CPU的问题了此外,LGA封装可以有效提升处理器的信号强度、提升处理器频率同时也可以提高处理器生产的良品率、降低生产成本。

Prescott核心处理器最大的特点不仅在超线程技术和64位技术上同时在二级缓存容量上也有所突破。由于工艺提升晶体管数量得到了增加,Prescott核心将二级缓存容量提升至了2MB令处理器的性能得到了大增,同时新的SSE3指令集也添加到了新品中令Prescott核心在主频不变的情况下性能得到了较大的提升。不过令Intel较为失望的是LGA775的Prescott核心在功耗表现上仍然没有改进。所以最高主频也并没有比Socket 478接口奔腾4处理器有提升


市场表现非常不错的奔腾D 820处理器

    Prescott在主频上虽然没有突破,但在核心数量仩却开创了先河虽然在64位技术上Intel慢了AMD一步,但在双核处理器上并没有让步继续使用Prescott核心整合出来了首款双核处理器,这就是奔腾D 800家族虽然在高性能上Prescott核心还存有争议,但双核的概念已经得到了广泛传播并且杀了AMD一记回马枪。令对手在一段时间内不得不使用单核产品對抗Intel所以由此看来,Prescott核心在市场的表现还算得上是成功的

    Prescott核心在主频上的失利让很是恼火,为了能够进一步提高主频再一次将注意仂转向了提升工艺制程的方法上。并且将处理器的流水线提高到了31级在解决了以上全部问题之后,Netburst架构的最后一代Cedar Mill和Presler诞生了这就是酷睿架构处理器上市前最后的单核处理器奔腾4 6X1(Cedar


65nm制程超频能力极强的奔腾4 631处理器

    最后一代Netburst架构处理器的出现并没能帮助Intel达成突破4GHz主频的心愿,而且65nm工艺也没能解决高功耗的问题而此时,Intel与的双核大战已经进行的如火如荼新的酷睿架构产品也在2006年年中时问世,一瞬间便让Netburst架構没有了市场一代叱咤风云的经典架构就这样草草的画上了句号。


意大利人将奔腾4的主频送上了8GHz

    最后一代Netburst架构处理器虽然没能帮助Intel解决諸多问题但他却创造了一个新的记录,那就是超频凭借着65nm工艺和超长的流水线,最后一代奔腾4的超频能力极强曾经有职业超频玩家將奔腾4 631的主频超过8GHz。这一超高的记录直到前不久才有人打破由此来看,Netburst架构还算是成功的


最后的Netburst架构双核处理器

    Netburst架构是Intel在Tick-Tock战略前的最後一代作品,同时也是Intel在桌面芯片领域中少有的一个使用了8年之久的架构它所服务的产品经历了32位,64位单核,双核Socket 423/478和LGA775接口,180nm130nm,90nm和65nm㈣个工艺时代可以算作是被更改了最多次的一代架构。虽然最终没能突破Intel设想的4GHz主频而且性能功耗比也不算出色。但NetBurst依然可以算作是經典的在这一代架构上,超线程技术和64位技术被应用并得到了推广而且双核处理器也首次在NetBurst架构上得到尝试。最重要的它还使Intel回到叻追求性能功耗比的正轨上。所以由此看来NetBurst架构仍然算得上是一代出色的架构设计。

    NetBurst架构横跨8年着实让笔者费了一番力气才写完。接丅来笔者要为大家回顾的这代架构同样也需要一些篇幅才能搞定这就是将推向巅峰状态的K8架构。

    1999年发布的K7架构不仅为AMD赢得了市场同时吔赢得了较高的声望。为了能够巩固成果AMD着手进行了新一代架构的设计。新一代架构的最大特点是加入了64位技术的支持鉴于在安腾64上嘚经验,AMD将64位技术进行了新的设计不仅可以支持64位微软Windows系统,同时还可以向下兼容32位系统这一设计在后来得到了市场的认可。

    有了K7架構的成功K8架构的推广也毫不费力,加之64位技术的通用性K8架构处理器很快就得到了市场的认可。当然AMD在这里还应该感谢一下当前的竞爭对手,正是因为得到了NVIDIA在芯片组上的支持AMD的K8架构才得以迅速推广。当然VIA在芯片组上的贡献同样巨大

K8架构除了64位技术这一大亮点之外,另外的一项技术也同样值得我们关注这就是HyperTransport总线技术。HyperTransport是一种为上的集成电路互连而设计的端到端总线技术它可以在控制器、磁盘控制器以及PCI总线控制器之间提供更高的数据传输带宽。该技术的应用打破了前端总线带宽的限制让处理器与内存之间的数据交换成倍增長。K8架构可以在较低主频下得到与Netburst架构高主频一样的性能便是基于该技术的应用当然了,处理器中整合内存控制器也是该项技术应用的┅部分

    早期的K8架构处理器采用了与IBM共同开发的130nm SOI(绝缘硅)技术制造。并采用了新的Socket 754接口首批处理器核心为ClawHammer。为了能够将处理器的功耗控制在较低的水平上AMD还引入了Cool'n'Quiet的技术。该项技术可以保证用户运行一些对处理器负荷较少的程序时相应降低处理器的速度和电压,从洏达到省电的效果


采用了Socket 754接口的处理器针脚

    Socket 754接口的应用让64位技术首次进入了民间,加之AMD处理器的性能功耗比非常高便宜。所以迅速被市场接受但此时的K8架构还并算不上完善。首先Socket 754接口的HyperTransport传输速度较低有效传输带宽仅为9.6G,限制了K8架构性能的发挥此外,Socket 754接口ClawHammer核心处理器内置单通道DDR400内存控制器并没有加入对双通道内存的支持。所以这款上市并没有多久便被AMD换下Socket 939接口处理器诞生了。

754接口以弥补早期K8架构不支持双通道的不足。升级针脚数量的同时还将HyperTransport的带宽进行了提升,令K8架构的整体性能再上了一个新的台阶像速龙3000+这样1.8GHz主频的,僦已经达到了3GHz左右主频奔腾4处理器的性能并且功耗还要比奔腾4更低。速龙处理器也成为了市场中最受欢迎的


939接口代表作速龙3000+处理器

Diego(90nm)等。由于采用这些核心的处理器在型号命名上经常会出现重复的现象所以很难让普通消费者搞明白谁是谁。其实这些核心在很大程度仩就是步进的升级或者是制程的变化。除了最后的San Diego核心二级缓存被扩大到了1MB(其他均为215KB)和加入了SSE3指令集的支持外其他核心均没有什麼不同。


E6核心速龙3000+一度成为市场中的抢手货

当时的速龙处理器几乎成为了游戏的代名词只要是为玩游戏而装机的消费者基本上都会去选擇速龙处理器。那时的速龙处理器也确实在游戏上很有造诣因为浮点运算性能强悍,AMD平台对游戏更是得心应手此外,当时E6(Venice核心)的速龙3000+處理器在超频的表现上也非常出色众多玩家采购它都是看中了他的超频能力。速龙3000+也一度成为了抢手货但在应用软件方面,AMD则表现不佳因为很少与软件厂商合作,所以众多的办公族还是选用了的产品即便这样,仍然无法阻挡速龙处理器的热销在05年的市场中,一颗散片速龙3000+处理器的都要在1000元以上如果是超频能力强的E6(Venice核心)速龙3000+价格会更贵。可见当时的AMD是如何的强大

939接口的另外一个伟大之处是幫助AMD实现了双核的梦想,虽然当时抢先一步进入了双核时代但由于Intel的双核处理器沿用的是“高频低能”的NetBurst架构,而且是简单的将两个独竝核心封装在处理器基板上因此AMD发现了奔腾D双核处理器的诸多问题。为了能够打败对手的产品AMD对K8架构进行了重大改进,首次将两颗处悝器的底层进行了互联使之成为了一颗芯片上的两个核心。不仅性能大幅提升而且还保持了K8架构高性能低功耗的传统。此外因为K8双核处理器是原生产品,AMD也为其冠以了真双核的名义轰轰烈烈的双核处理器大战打响了。

    Socket 939接口支持双通道内存且超频能力优秀,看起来巳经完美了可是在此时内存突然发威了。价格一落千丈一下子顶替了的位置。这一下可愁坏了AMD因为Socket 939接口的硬伤就是在内存的支持上。因为并没有加入对DDR2内存的支持所以更换接口势在必行。在落后Intel半年之后AMD终于推出了可支持DDR2内存的K8架构产品和相关的接口。这就是后來的AM2接口处理器

    AM2接口的推出帮助巩固了市场份额,并且打开了双核市场此时的因为早一步提出了双核概念,所以率先打响了双核竞争嘚第一枪首先将双核奔腾D处理器的进行了下调。AMD为了巩固市场份额也将双核处理器的价格进行了下调。很快的单核便被淘汰了,取洏代之的是以奔腾D和速龙 X2为首的双核集团因Socket 939接口并不支持,所以AMD的首批双核处理器也很快消失在了市场之中AM2接口成为了AMD抢占双核处理器市场的急先锋。


速龙 X2 3800+处理器是当时的大热门

    当时AMD推出的双核处理器主要是Windsor核心的产品因为K8架构功耗表现出色,因此并没有在工艺制程仩有太多改进依然继续使用90nm工艺制造。90nm工艺K8架构双核处理器共有两三个版本分别是2*256KB二级缓存版本(代表作速龙 X2 3600+),2*512KB二级缓存版本(速龍 X2 3800+)和2*1MB二级缓存版本(代表作为速龙 X2 4000+)因前者的单颗核心二级缓存容量与闪龙处理器相当,因此又被冠以了的名称

    不过受生产成本的限制,2*1MB二级缓存版本并没有推出很长的时间在发布半年之后便被下架,仅限于级别的Opteron上


售价999美元的速龙 FX双核处理器

如日中天的AMD可谓是夶出风头。恐怕现在又不少新玩家都不太清楚在K8风光的年代AMD还有一款定位至尊基版的处理器。这就是速龙FX系列当时的速龙FX系列处理器哋位与当今的至尊版相当。每颗售价高达999美元不少疯狂的发烧友都会去选择这款产品,主要是在性能上的表现要高出Intel奔腾D至尊版不少鈈过伴随着K8架构的没落,速龙FX系列也退出了历史舞台这不免让人有些伤感。

2006年6月Intel正式发布了全新酷睿架构处理器,这款处理器一改NetBurst架構的长流水线高主频的特性而是转为了注重每瓦效能的低主频高性能。该架构一出便给了AMD当头一棒因为AMD发现手中的K8架构在对抗酷睿架構的时候已经变得力不从心了。为了能够稳住阵脚AMD决定提升K8架构的生产工艺,并且采用高端产品降价的策略来抗衡对手最终的产物便昰K8架构的最后经典——65nm工艺黑盒速龙5000+处理器。

    2006年AMD斥资54亿美元收购了显示芯片厂商,由此拉开了与GPU的融合序幕不过这场并购案令AMD一下子變得捉襟见肘。新处理器的研发在得不到资金支持的情况下迟迟无法完成并最终导致AMD使用老的K8架构与竞争对手抗衡,这一现象直到2007年11月K10架构推出才宣告结束

    2008年第二季度,AMD正式宣布K8架构处理器停产从2003年K8架构诞生到2008年正式停产,K8架构总共打拼了5年的时间虽然最终被竞争對手的酷睿架构打败。但作为一款2003年就已经诞生的产品来说K8架构虽败犹荣,并且也将会是AMD历史上最为经典的一代架构

追求突破4GHz高主频8姩之久的NetBurst最终还是失败了,作为总裁的贝瑞特不得已单膝下跪请求支持者的原谅虽然雄心勃勃的4GHz主频计划最终以失败告终,但这并不代表追求高性能的路走到了尽头相反的,NetBurst架构的经验让Intel走上了高速发展之路随之而来的Core架构便是Intel进行这方面尝试的最佳代表。同时也成為了LGA775平台的最后舞者


贝瑞特请求支持者原谅4GHz的失败

Core架构是Intel为了改善桌面级处理器性能与功耗,由零起步全新设计的架构最大的特点是放弃了对超高主频的追求,它有14级流水线相比NetBurst架构Prescott核心的31级足足少了一半。另外它的运行核心由Netburst的一次可处理3个指令增加至4个。此外Core架构还采用了原生双核心设计,两个核心的一级高速缓存互相连接分享使用二级高速缓存。Core架构还将一个128位的SSE指令的运算时间由两个周期缩短为一个周期并采用了全新的省电设计。所有核心在空闲时会降低主频当有需要时则自动增速,以减低的发热量及其耗电量。通过这些设计令Core架构处理器在较低主频下就是得到了超高的性能同时性能功耗比也达到了最佳化。


Core架构早期代表作酷睿双核E6600

    早期的Core架構处理器采用的是65nm工艺Conroe核心该核心将处理器的前端总线直接拉到了比奔腾D 900系还要高的1066MHz上。而主频最低型号E6300仅为1.86GHz,最高型号酷睿X6800也没有超过3GHz但性能却高出了奔腾D处理器一大截。可见新架构在性能方面的设计还是下了一番功夫的

Conroe核心被分为了两个版本,分别是2MB二级缓存的Allendale和4MB②级缓存的Conroe本身其中采用Allendale的只有两个型号,分别为E6300和E6400其他型号如E6600,E6700和X6800均为后者在之后的一次更新中,Intel推出了同样基于Conroe核心但前端总線被提高至1333MHz的E6X50系列进一步丰富了酷睿架构产品线。


酷睿QX6800是65nm工艺处理器中的最高端

Core架构在双核处理器上的尝试大获成功Intel并没有停下脚步,立刻使用在奔腾D时代的做法将两个Conroe核心封装在了一起,组成了首批四核心酷睿架构处理器这一做法直到新的Nehalem架构出现才最终停止。即便如此酷睿架构的性能依然是非常强大的。甚至以原生四核自居的在45nm工艺处理器上市前甚至没有任何一款产品能够打败Intel的65nm旗舰非原苼四核酷睿QX6800。估计AMD的FX旗舰产品由此消失也就是因为这样的原因吧

Core架构大获成功之后,继续发力将提升制造工艺放在了首要位置,并且將新的Nehalem架构提上了日程这意味着正式开始了新的Tick-Tock战略。2007年Intel在Core架构的基础上进行了升级,推出了Penryn架构其实心的Penryn架构依然是Core微架构中的┅员,不过已经将工艺提升至了45nm二级缓存容量扩大到6MB,并且加入了新的SSE4指令集

45nm工艺Penryn架构共推出两个核心版本,一个是双核版本的Wolfdale定位酷睿E8000,另外一个是四核心版本的Yorkfield定位酷睿E9X50。后者其实就是将两个Wolfdale封装一起的二者之间并没有本质上的区别。在Wolfdale的基础上Intel还推出了┅些精简版本。如将缓存减少至3MB容量做成酷睿E7000系列或者更进一步减少至2MB,前端总线降低至800MHz的E5000系列这也就是为何会出现五颗电容且超频能力非常强悍E5200的主要原因。


五电容版奔腾双核E5200处理器

    45nm工艺酷睿处理器的超频能力普遍较高曾经一度被普通用户所抛弃的超频概念再次回歸。在搭配原厂的情况下一些45nm工艺酷睿处理器都可以将频率定在一个较高的水平上。可见新架构在功耗控制上做出的努力


北桥制约着酷睿架构性能的发挥

从性能和功耗两个方面的表现来看,酷睿架构看似已经完美了但Intel深刻的了解到,前端总线已经成为了制约处理器性能发挥的最大瓶颈因为沿用了NetBurst时代的前端总线概念。受前端总线频率制约酷睿架构在控制能力上始终要弱于一些。也正是如此AMD才能憑借老的K8架构与酷睿架构抗衡很长时间。虽然二者性能差距不小但AMD还是凭借着超低挺了过来。如此看来前端总线已经到了淘汰的边缘。

在酷睿架构时代我们没能看到超线程技术的身影。这主要是Intel发现多线程的应用并没有达到预期的水平此外因NetBurst架构性能的影响,超线程技术也并没有发挥出真正的实力考虑再三Intel决定将这一技术从Core架构上拿了下来,等到一款性能达到一定高度时再选择超线程技术的回歸。总体而言Core架构是一款非常成功的设计,让Intel重新夺回了性能王者的桂冠同时也挽回了NetBurst架构表现不佳的面子。虽然目前的市场已经被Nehalem架构产品占据但Core架构依然没有离去,作为LGA775接口的最后舞者这一架构要到2011年结束时才正式离开舞台。从这一点来看Core架构算得上是十分荿功的。

2006年的双核大战激战正酣竞争对手突然变换打法,将新酷睿投入了战场这让始料未及,立刻被对手打得人仰马翻不得已只得將旗下的K8架构产品全线降价,用低迎战对手的高性能此战法果然奏效,立刻就为AMD迎来了无数的掌声可惜好景不长,对手也将新品的价格进行了下调并且加速了产品的更新速度。这一下AMD真的是招架不住了急需新的救兵前来帮忙。就在这种大背景下被推迟了一次又一佽的K10架构诞生了。


K10架构采用了原生四核设计

    K10架构可谓生不逢时先是AMD因收购陷入了资金短缺的困境中,而后是竞争对手连续发力在K10发布嘚前不久,正式发布了首款45nm工艺处理器酷睿QX9650此时的AMD处理器因45nm工艺尚未完成,依然停留在65nm工艺时代就在这种万事皆没有准备好的大背景丅,K10肩负着帮助AMD翻盘的任务上了前线这样来看AMD有些赶鸭子上架的感觉。


K10架构AMD启用了新的品牌Phenom(羿龙)

    赶鸭子上架的K10架构相比K8架构还是有佷多改进的首先65nm工艺的K10架构是为原生四核而设计,所以并没有任何一款双核产品之后的速龙均是屏蔽两颗核心而来。新的架构还将K8架構的1*128 bit模式存储器控制器转换为了2*64 bit模式也就是将储器控制器拆分成为了两个,将的控制能力进一步加强此外HyperTransport总线也升级为3.0规格,总带宽提高到20.8GBps共享三级缓存概念也是首次加入进处理器中,用以提高处理器的使用效率由此看来,重大改进的K10架构足以打败Core架构了


早期Phenom四核因为出现了Bug性能表现并不理想

然而理论归理论,现实归现实早期的K10架构Phenom四核处理器因为出现了TLB错误,造成了处理器主频无法提高从洏严重影响了性能。据了解有问题的B2核心Phenom处理器2.3GHz仅相当于解决问题后B3不仅处理器的2.0GHz性能。此外因为工艺制程的原因,早期K10架构处理器嘚功耗也出现了严重问题两个问题叠加在一起,让早期K10架构并不能打败Core一直到了B3步进处理器的TLB错误解决,才勉强能与65nm工艺Core架构竞争缯经令AMD扬眉吐气的至尊FX系列处理器也就此完结。

    当然早期Phenom也不是没有优点因为采用了与AM2通用的AM2+接口,用户完全不用更换就可以实现对新處理器的支持所以可以做到零成本升级,在这一点上还是吸引了不少用户此外,新提出的三核心概念也要比双核处理器更加吸引人雖然在性能上有着严重问题。但不管怎样AMD还算是勉强抗住了的攻势

    第一代K10架构的高功耗,低效能和TLB错误令很是头疼虽然之后解决了最嚴重的TLB问题,但高功耗的帽子却一直没有被摘掉恰在此时,AMD与IBM合力研发的45nm工艺还出现了问题这一度让酷睿成为了45nm市场中唯一的选择,吔一度造成45nm酷睿的疯长

    45nm工艺Phenom II处理器依然为K10架构设计,但在原有基础上进行了改进将三级缓存容量提高到了6MB,同时整合了控制器与控制器具备了对的支持能力。(首批Phenom II X4 940/920不支持DDR3内存)除此之外还将65nm工艺中几乎废弃的Cool 'n Quiet技术再次进入,令的功效比大幅攀升


从完整45nm K10架构核心衍生而来的四核/三核/双核

    按照AMD的计划,以四核处理器主打高端市场然后使用屏蔽部分核心而来的三核心和双核心处理器主打主流和中低端市场。然而出乎官方的意料中的ACC高级时钟校验功能意外的将本已经屏蔽的核心开启,让市场中的大部分三核/双核处理器变成了完整四核的Phenom II X4这一下严重扰乱了市场秩序,令AMD大为吃惊虽然曾以开核官方不质保来要求消费者不要开核,但消费者还是不屑一顾的投入了开核夶军中最后AMD官方对此也就不了了之了。

    45nm工艺中AMD还推出了原生双核。这就是定位低端的速龙 II X2系列处理器因为采用了原生双核设计,因此失去了像三核和高端那样的开核能力不过凭借着低廉的价格。产品依然受到了市场的好评

    45nm工艺K10架构的出现终于帮助解决了市场问题。凭借着出色的性能表现和优秀的超频能力(当然还有开核破解的能力)Phenom II和Athlon II受到了不少消费者的欢迎。虽然此时凭借新一代Nehalem架构已经完铨掌握了1500元以上高性能市场份额但AMD并没有因此被彻底击垮。所以在诞生了一系列的四核处理器之后AMD将注意力转向了更为高端的六核。

    茬进入2010年后AMD与都将注意力转移到了高端六核身上。与Intel主打高性能不同AMD的起步还是很低的,只要能够满足普通消费者的需求即可于是K10架构的终极产品Thuban六核诞生了。这就是目前市场中的最廉价六核系列产品Phenom

    Thuban六核其实只是在原有的四核基础上增加了两个核心而已。所以技術上并没有太大改动三级缓存依然保持为6MB不变。不过新增加的Turbo Core功能还是较为有特点它可以将处理器核心的主频按照应用程序需求进行提高,从而达到高性能的目的不过因为K10架构在原本设计时并没有加入该项技术,所以后加入的Turbo Core功能与处理器并不大匹配因此在实际使鼡当中并没有起到应有的作用。


Turbo Core技术价值在K10架构上并没有体现出来

    K10架构并没有续写K8架构的辉煌尤其是早期65nm工艺Phenom处理器更可以用惨淡经营來形容。虽然在后期45nm工艺推出之后为AMD挽回了一些颜面但它始终没能帮助AMD重回巅峰状态。从2000元以上处理器彻底消失这一点便可以得到很好嘚证明但不管怎样,消费者还是回记住K10架构的虽然在性能上Phenom II处理器还存在争议,但低廉的零成本的升级,以及免费赠送的核心(开核)都为消费者增添了不少欢乐从这些角度来看,K10架构也是成功的至少它是一款亲民的架构。

    Core架构的成功并没有让冲昏头脑并且深刻的意识到了前端总线的弊端。为了摆脱前端总线对性能的制约决定开发一款新的架构,这就是当前市场中拥有最高性能的Nehalem架构从这┅代架构的LGA1156平台开始,北桥也正式与Say Goodbye


Nehalem架构具有相当的革命性意义

第一批上市的Nehalem架构处理器采用的是全新的LGA1366接口,让老平台用户失去了升級的可能性该接口Nehalem架构处理器全部采用原生四核心设计,支持三通道并采用了共享式8MB三级缓存,在工艺上并没有进行改进而是继续沿用Tick-Tock战略使用45nm工艺。在指令集方面Nehalem架构也进行了部分更新,新加入了SSE4.2指令集加入了STTNI(字符串文本新指令)和ATA(面向应用的加速器)两夶优化指令。


QPI总线改变了以往到北桥再到内存的数据交换模式

    为了摆脱前端总线的制约LGA1366接口Nehalem架构处理器将本属于北桥的内存控制器转移箌了处理器内,并且集成了三通道控制器与内存进行数据交换的总线也更换为了QPI总线,数据带宽一下子被提升至了24-32GB/s其性能提升可想而知。


睿频加速技术在Nehalem架构时代被提出

除了提升处理器的性能Intel还对如何提升处理器核心的使用率下了一番功夫。为此还创造了一项全新的技术——睿频加速通过睿频加速功能,处理器可以根据应用需要选择核心数量进行主频提升同时对空闲的核心进行降频进入空闲状态。如此一来可以自动调整核心数量和主频高低从而达到提高工作效率并且降低功耗的作用。该项作用的应用可以说将桌面级处理器带入叻智能化时代之后在K10架构六核处理器上应用的Turbo Core技术便是受了睿频加速技术的启发而推出的。

    在介绍Core架构部分我们曾经谈到过为了不影響Core架构的性能,取消了在NetBurst架构时代的超线程技术在进入Nehalem架构时代后。因处理器的性能已经达到了指标且多线程应用优化也趋于完善,將超线程技术再次引入令Nehalem架构处理器一跃成为了8线程乃至12线程怪物,多核心性能被极致的发挥了出来


超线程技术的引入令酷睿处理器嘚性能发挥到了极致

    不过此时的Nehalem架构并不属于普通消费者,动辄上2000元的高价位可不是一般人能够消费的起的加之在45nm工艺上迟迟没有发力。因此Intel在拖了半年多以后才将普及型Nehalem架构处理器拿出这就是目前市场中的大热门LGA1156平台。

    2009年7月上市的第一批Nehalem架构处理器延续了LGA1366接口处理器嘚特性原生四核设计,支持睿频加速技术支持超线程技术(不支持),45nm工艺制造SSE4.2指令集以及8MB三级缓存。但最大的不同是LGA1156接口处理器將北桥已经全部融入进了处理器当中令功能进一步精简。从而也让Intel平台率先进入了双芯片时代


整合北桥后Intel平台进入了双芯片时代

    2009年LGA1156平囼的Nehalem架构处理器被分为了两个级别,分别是高端的与定位中端的酷睿两者最大的区别是没有提供超线程技术,且主频稍低一些虽然在仩市之初一度高达1500元以上,但凭借着出色的性能表现酷睿依然赢得了消费者的欢迎。直至今日它也是市场中最受欢迎的一款高性能四核處理器

    定位高端的和定位中端的都有了,那么什么时候才有定位大众级的产品呢因为LGA775平台的市场依然庞大,所以并没有加快Nehalem架构的普忣速度采用对Core架构降价的策略来占领中低端市场。在运行了一年之后终于祭出了最终杀器。32nm工艺的Nehalem架构升级版Westmere架构也就是当前市场Φ的32nm双核/和六核 980X。

按照Intel的Tick-Tock战略在架构更新完毕之后随之而来的是制程更新。Westmere架构也就是32nm工艺的Nehalem架构版本但不一样的是Intel并没有推出四核惢版本处理器,仅在最高端的六核和中低端的双核上进行了工艺更新除此之外,所有的LGA1156接口32nm处理器都被整合进了一颗45nm工艺整合芯片从此处理器也进入了整合时代。再此提醒读者朋友的是整合时代绝非融合时代,一定要区分好二者的关系


32nm工艺处理器最大的特点是双Die设計

    32nm工艺处理器在LGA1156平台上推出了三款型号,分别是定位入门级的奔腾大众消费级的酷睿,和定位中高端的后两者除了不支持睿频加速技術外并无差别,同样支持超线程技术奔腾处理器取消了睿频加速和超线程技术,同时将三级缓存也砍到了3MB由于有四核酷睿的影响,因此双核版的并没有引起消费者的注意也因为受到了的开核影响而没有达到预期的市场效果。


32nm六核处理器并非胶水货

   在AMD的K8架构没落之后頂级性能市场就剩下了Intel一人在跳舞。好在Intel没有被胜利冲昏了头脑所以在顶级市场依然进行着快速更新。继推出酷睿 965/975这些顶级四核之后Intel將注意力转向了更为高端的六核。在解决了工艺这一难题之后全球首款桌面级六核处理器诞生了。这就是采用Wsetmere架构设计的 980X处理器

980X处理器集成了惊人的11.7亿个晶体管,共整合了12MB三级缓存在超线程技术的支持下,线程支持能力达到了12个如此强悍的一款处理器也没有像之前嘚那样使用整合的方法而来。而是采用原生六核心设计并且采用了Nehalem架构中的全部技术。如此高端的产品售价自然惊人但即便如此酷睿i7 980X嘚市场依然不小,999美元依然有人买账可见追求高性能的用户并不在乎多少。

写到这里我们也回顾完了从2000年-2010年这11年的全部桌面级处理器架构。在他们当中虽然有着不尽如人意的地方但每一代都是经典的。也正是处理器架构的发展推动着整个芯片产业的进步由此看来无論是Intel还是AMD,又或者是与桌面级芯片毫不相干的其他芯片厂商都是伟大的。正是有了他们的不屑努力才让电子行业飞速的发展着。在此筆者也希望他们在未来能够为消费市场贡献出更为优秀同时也更为廉价的产品,为科技的进步作出应有的贡献

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