Tick-Tock重压三核 2008 CPU年度回顾

●　纵览2008年：英特尔Tick-Tock力压AMD三核

　　借着奥运的契机，2008年IT产业得到了前所未有的进步：四核CPU的迅速普及、海量内存时代的到来、TB级硬盘价格的崩盘、还有不断更新换代的主板芯片组、显示核心……摩尔定律还在发挥着它神奇的作用，推动着整个行业的发展。作为行业发展的指南针，英特尔和AMD两大芯片级厂商2008年的最新技术和产品自然成为整个行业关注的焦点。

随着Nehalem架构酷睿i7处理器的发布 英特尔完成了Tock舞步

　　Tick-Tock的发展模式是英特尔在2006年酷睿架构推出后给世人许下的诺言，07年年底英特尔兑现了这一诺言，将45纳米制程导入桌面级CPU市场，并在2008年前三个季度迅速完成与65纳米制程产品之间的交替；今年11月18日，英特尔再次兑现诺言，将一款革命性架构的产品——酷睿i7投向市场，同时引入X58主板芯片组，随着酷睿i7而来的还有一系列新兴名词：QPI总线、集成内存控制器、SSE4.2指令集、Turbo……

AMD 45纳米“上海”虽未延期 但桌面级产品却要等到2009年Q1

　　而AMD方面，K10架构在与酷睿之间的性能对比中表现吃力，习惯出奇兵的AMD在2008年利用自身产品直连架构的优势推出了三核心处理器——Phenom X3，并迅速以价格夺取主流市场；针对低端市场，AMD继英特尔推出赛扬双核E1000系列后悄然投放了闪龙X2 2100+等产品，继续以性价比巩固份额，后期为了延续黑盒5000+的辉煌，AMD还推出了“升级版”产品——黑盒5400+，仍然延续K8架构。在2008年12月3日，AMD将在中国上海全球发布45纳米的“上海”系列皓龙处理器，而针对桌面市场的产品则要推迟到2009年Q1。

　　纵观2008年英特尔和AMD所有产品特点可以看出一条主线：英特尔继续以Tick-Tock战略取得技术和市场占有率的优势，而AMD在桌面级处理器竞争力不足的情况下另辟蹊径提出“三大于二”，两大芯片巨头的争夺让2008年的CPU技术、市场都得到了长足的发展。接下来我们将针对英特尔、AMD两大厂商在2008年的产品特点，与大家一起回顾x86市场最新的技术发展。

●　从45纳米普及到Nehalem诞生 英特尔2008年新品回顾

　　前文提到，英特尔一直以Tick-Tock战略引导自己，自2007年年底首度引入45纳米制程后，整个2008年的前三个季度都着力与完成45纳米制程的普及。从第一季度的高端双核E8000系列、到第二季度的E7000系列、再到第三季度的E5000、Q8000系列，英特尔用了不到一年的时间迅速将45纳米制程技术的产品从万元级别延伸到500元主流价位，在第三季度，随着多款经典65纳米酷睿2处理器的停产，英特尔彻底完成了45纳米制程的普及任务。 

　　在完成了从65纳米到45纳米制程的过渡后，英特尔将重点放到了新一代的Nehalem架构上。2008年11月18日，英特尔邀请了来自全国各地的数百名DIY玩家以及核心合作伙伴共同见证了基于Nehalem架构的酷睿i7处理器的发布，自45纳米技术引入至今，英特尔刚好用了一年的时间完成了一个Tick-Tock周期。兑现了曾经许下的诺言。

英特尔在一个“时钟周期”内完成了从制程到架构的转变

　　在这一个“时钟周期”里，英特尔不仅为我们带来了酷睿家族的全系列产品，而且还将一些全新的技术名词引入到x86处理器领域，并影响着整个IT产业的发展，后文将对一些关键性的技术名词进行详细解析。

●　从三核到黑盒5400+ AMD 2008年新品回顾

　　AMD方面，K10架构的发布没有如同K8诞生一样给人带来惊喜。Phenom X4处理器在上市之初也遭受了TLB Bug的困扰。收购ATI后的AMD在2008年重点推广自己的平台化概念，以AMD 7系列主板芯片组为拉力巩固了自己在普及型市场的占有率。但是由于产品主频提升困难，在与竞争对手同档次产品的性能和功耗争夺中优势不突出，因此在2008年我们看到AMD采取了另辟蹊径的策略，利用自身产品直连架构的优势提出了三核的概念，并付诸于实践。

三核的到来加速了多核心处理器的普及速度

　　AMD首批上市的三核心处理器沿用Phenom品牌，共拥有Phenom X3 8450、8650和8750三款产品，主频从2.1GHz到2.4GHz。三核的诞生可以说是一个奇迹，原本以为CPU核心数量应该从1、2、4、8、16倍数增长的人们这时才发现，原来CPU的核心数量可以因为架构上的特点随意决定，而AMD推出的三核心处理器更是以“双核的价格实现四核的性能”，因此在全国掀起了一股多核普及浪潮。

Athlon X2 5400+黑盒版的到来巩固了780G、790GX等IGP芯片组地位

　　第三季度，从黑盒5000+成功中总结出经验的AMD顺势又推出了黑盒5400+，一举将产品的默认主频提升到了2.8GHz，成为同价位中默认主频最高的双核心处理器。得益于不锁倍频的优点，AMD黑盒系列产品受到了入门级玩家的认可，并成为其780G、790GX等强势IGP芯片组的最佳拍档。

　　当然，从技术上来讲，AMD黑盒5400+只是一款“旧瓶装新酒”的K8架构产品，因此2008年AMD在桌面级CPU市场上给我们带来的技术核心恐怕只剩三核了，因此我们将在后文中针对三核的相关技术进行探讨。

●　高-K介质+金属栅极 英特尔45纳米技术解析

　　前文提到，整个2008年的前三个季度，英特尔都在努力促成45纳米制程的普及。纵然我们在之前曾经对英特尔的45纳米技术进行过无数次的介绍，但真正对45纳米技术有深刻认识的网友恐怕并不多，因此今天我们再一次对45纳米技术进行简单的回顾和介绍。

　　什么是45纳米技术？纳米（nanometer）是十亿分之一米，而纳米技术也就是在纳米尺度(0.1nm到100nm之间)的研究物质的相互作用和运动规律，以及在实际应用中利用这些规律的多学科的科学和技术。对处理器上的纳米技术而言，越来越小的纳米工艺数值从一个侧面推动了信息产业这几十年爆炸式的增长，纳米工艺的数字表示处理器内部晶体管之间连线宽度，45纳米技术则是当前CPU制造工艺的空前高度。

英特尔在37年时间里将制造技术从10微米提升到了45纳米

　　从1971年到2008年的这37年时间里，英特尔完成了从10微米到45纳米技术的发展，而对应制程技术的晶体管也一直呈几何式增长。最早的英特尔4004、8008仅拥有2300-3500个晶体管，今天的45纳米酷睿2双核处理器则具备了4亿1000万个晶体管！

　　早期的英特尔处理器研发过程基本一帆风顺，在提升制程的同时在晶片内部融入更多的晶体管，但到2006年65纳米工艺后，制程技术的突破难度就遇到了极大困难，65纳米工艺技术挖掘了CPU最后的潜力，晶体管之间的绝缘层已经只有5个硅原子的厚度，用硅材料制造CPU在65纳米制程走到了尽头，为此英特尔工程师经过无数试验，终于找到了新的材质——铪元素。

英特尔高-K栅介质和金属栅极管的配合实现了45纳米的奇迹

　　利用铪元素为基础打造的高-K栅介质对电子泄露的阻隔效果可以达到传统二氧化硅的10倍，因而有效地解决了CPU晶体管之间的漏电现象。为了配合高-K栅介质的使用，英特尔又特别开发了一种特殊的金属栅极晶体管，解决了高-K电阻较大造成的延迟周期的问题。高-K栅介质与金属栅极管的引入使得晶体管漏电率较之传统材料降低10倍以上，与65纳米制程相比能够在相同的能耗下提升20%的时钟频率或在同一时钟频率下拥有更低的能耗，因此迅速得到开发应用，45纳米技术由此而生，并在英特尔的推动下，利用短短一年时间完成普及。

　　不仅如此，英特尔还特意针对45纳米制程的酷睿2处理器进行了小幅度改进，除了加入针对多媒体大幅度优化的SSE4.1指令集，最大提升70%多媒体处理性能外，还改良了除法器设计（Fast Radix-16 Divider快速Radix-16除法器），在科学运算、三维坐标转换以及一些密集型数学运算中可以获得大约1倍的除法运算速度提升，使得每时钟周期能够计算出4位的商值，与基数为4的算法在每时钟周期只能算出2位商值相比有了翻倍的性能提升。

　　正是因为从制造工艺、架构上进行全方位的改进，英特尔45纳米处理器相对于65纳米产品不仅能够最大提升70%效能，而且功耗直接下降10%-20%，成为2008年最值得选购的处理器产品。

●　酷睿i7架构详解 它如何点燃一把火？

　　45纳米制程的普及仅仅完成了Tick-Tock中的Tick一步，要完成一个完整的周期，英特尔还需要拿出一款在架构上进行全方位改进的产品。说到做到，2008年11月18日，我们共同见证了基于Nehalem架构的酷睿i7处理器以及X58主板芯片组的诞生，自2006年酷睿2处理器诞生以来，短短两年时间里，英特尔两次兑现承诺，完成了自己的一个时钟周期运转。英特尔中国大区总经理杨叙在发布会上表示：酷睿i7的发布，将点燃冬天里的一把火！

杨叙在酷睿i7发布会上说：我们要点燃冬天里的一把火

　　Nehalem架构相对于以前的产品，有了7个方面的大改进，归结起来如下：

1、超线程技术回归 酷睿i7具备四核心八线程处理能力【阅读详细】

2、全新动态超频技术 Turbo Mode技术详解【阅读详细】

3、硬件设备虚拟化 增强的VT技术【阅读详细】

4、大幅优化文本处理 SSE4.2指令集简介【阅读详细】

5、全新缓存架构设计 L3 Cache被引入【阅读详细】

6、抛弃FSB QPI总线每秒带宽达25.6GB【阅读详细】

7、CPU直接控制内存 峰值带宽达32GB/s【阅读详细】

　　酷睿i7的这7大改变使之当之无愧地成为桌面级处理器的性能王，得益于全方位的改变，酷睿i7处理器成为顶级玩家冲击世界纪录的尤物，同时也被顶级的图片工作者、视频编导、音乐制作人锁定。在2008年11月18日举行的盛大发布会上，来自游戏界的狂人、电影界的导演、视频工作者以及水立方的设计师纷纷盛赞对酷睿i7处理器的各种优点。

●　直连架构的奇迹 为啥要为三核狂？

　　谈完英特尔Tick-Tock一年来的历程，接下来我们再分析下其宿敌AMD的三核。在今年第二季度，当时的四核心处理器价格普遍较高，而普通用户在传统应用中根本无法使用到四核心处理器100%的性能，面对传统的双核心处理器，部分用户可能又觉得不够档次，因此AMD针对这类用户的需求推出了三核。并提出“以双核的价格实现四核的性能”。针对AMD三核心处理器，ZOL进行了首发评测《千元价位架构怪兽 AMD三核心8600详测》，从最终的评测结果来看，AMD三核心处理器的确提供了十分接近于AMD四核产品的性能，而价格方面却仅仅与主流的双核相当，因此AMD三核处理器在后来一段时间充当了多核心处理器普及的先锋角色。

AMD直连架构催生三核诞生

　　虽然核心数量为三个，但实际上AMD三核Phenom处理器仍然基于K10架构，200MHz外频设计、支持SSE4A指令集，每颗核心具备512KB二级缓存，三核心共享2MB，除了比Phenom X4少一颗核心外，其余参数完全相同。是什么让AMD可以实现三核心设计？AMD大中华区计算产品部产品市场总监唐志德表示：“三核处理器是AMD直连架构的灵活性带来的成果”。

3A平台已经成为2008年最流行的装机选择之一

　　ZOL通过对AMD三核心处理器的全面评测发现，这种奇特的产品在性能上十分接近四核产品，但功耗又相当于四核有了大幅度下降，另一方面，随着AMD 7系列主板芯片的布局完毕，AMD“3A”平台化的优势也在不断凸显，因此采用AMD三核心处理器搭配7系列主板芯片组以及Radeon HD显卡的组合成为2008年最流行的平台化装机策略。

●　请记住它们 2008年经典CPU点评

　　在回顾完英特尔、AMD两大芯片厂商2008年的相关技术后，我们认为有必要对2008年一些比较热门的CPU进行点评，让我们从Q1开始，细细品味英特尔和AMD为我们带来的CPU大餐吧：

1、英特尔酷睿2 双核E8200

　　这是英特尔第一季度最炙手可热的一款产品。45纳米制程的E8200继承了酷睿架构的优良传统，不仅默认主频高达2.66GHz，还具备6MB超大二级缓存，前端总线也提升到了1333MHz。酷睿2 E8200热设计功耗仅为65W，配合当时热卖的P35主板芯片组，成为最流行的高端双核攒机者首选。
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2、赛扬双核E1200、闪龙双核2100+

　　这是两款采用65纳米制程的产品。之所以将它们列入点评，是因为从这两款产品中我们看到了英特尔和AMD两大公司普及双核心处理器的决心，一直以来，赛扬和闪龙都是两家公司最入门的处理器品牌，在大趋势下，英特尔和AMD无疑更加看重双核及多核心处理器市场，因此在各自的入门级品牌中导入了双核处理器。

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3、英特尔酷睿2 双核E7200、AMD Phenom X3 8450

　　英特尔和AMD第二季度最重点的两大产品——酷睿2双核E7200和Phenom X3 8450。其中E7200肩负着普及45纳米的重任，从上市之初的千元目前已经下调到700多元，相对于其前辈E4000家族，E7200不仅默认主频更高，而且具备3MB二级缓存、支持SSE4.1指令集，功耗进一步降低。AMD方面，Phenom X3 8450的上市价格同样为千元，其默认主频虽然较低，但三核心设计令其在多任务处理中具备一定优势，因此从不缺乏簇拥者。

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4、英特尔奔腾双核E5200、AMD Athlon X2 5400+黑盒版

　　这是2008年英特尔和AMD在500元价位市场上的最终争夺。奔腾双核系列产品一直以来定位普及型双核市场，凭借较高的执行效率和超频能力获得用户认可，切入45纳米制程后，英特尔让奔腾双核E5200直接具备2MB二级缓存、起跳主频高达2.5GHz，虽然“阉割”了SSE4.1指令集，但E5200实际上在规格上就已经超越了大多数定位更高的酷睿2 E4000系列。至于黑盒5400+则是由于AMD在黑盒5000+取得成功后的又一款针对普及型双核市场的利器，默认2.8GHz的主频和不锁倍频的设计让它受到许多追求性价比用户的关注。如果说E5200的推出表现出英特尔釜底抽薪的策略，那么黑盒5400+则协同AMD 780G芯片组继续巩固了AMD在低端市场的地位。

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5、英特尔酷睿i7系列

英特尔酷睿i7处理器

　　如果说酷睿2处理器领先竞争对手一个身位，那么随着酷睿i7的发布，英特尔就已经领先竞争对手两个身位了。集众多优点于一身的酷睿i7暂时还找不到竞争对手，而全新的Nehalem架构从特点上来看并不仅仅是瞄准了桌面级平台霸主那么简单，QPI总线和内存控制器两大特性的引入让我们有理由相信随着明年Q1基于Nehalem架构的英特尔服务器CPU的发布，AMD在多路服务器领域长期以来的优势将受到挑战。

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●　钟摆舞永不停息 期待Phenom II后发制人

　　虽然在2008年我们不断看到英特尔受到反垄断起诉，但从两大芯片厂商一年来的发展历程可以看出，英特尔实际上是在用自己独有的“钟摆舞”不断地利用技术上的优势给竞争对手施加压力。虽然由此带来的结局是对手的市场份额越来越少，但这种利用技术优势抢占更多市场份额的竞争方式是否属于垄断，目前还没有定论。我们在看到2008年英特尔技术优势不断凸显的同时也在想，到底这种Tick-Tock的发展模式还要持续到什么时候？2009年年底32纳米的Westmere如期发布后，2010年的Sandy Bridge又是否会如期而至？

　　再来看看AMD这边。虽然在2008年的CPU的竞争中我们明显感觉到AMD的压力，但能够利用目前的资源优势，大力推广“3A”平台化概念，我们看到了AMD顽强的意志，桑德斯的牛仔精神并没有因为公司规模的扩大而磨灭。2008年10月，就在全球IT产业正笼罩在金融危机之时，富可敌国的阿联酋阿布扎比政府带来的84亿美金巨款无疑是AMD来年发展的一针强心剂，而经过调整后的新AMD公司也从此放下了芯片制造业务的包袱，可以放手专注于研发。能否重现K8的辉煌，真的要看明年Q1的Phenom II是否能够打破K10的主频魔咒了。

两大高手的对决还将继续……

　　摩尔定律还将继续生效，Tick-Tock舞步永不停息，尽管2008年英特尔用技术优势占得了上风，但它在2009年是否将继续保持优势？轻装上阵的AMD是否能够在来年后发制人，现在就让我们一起期待……

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