2009年最具影响力的5大处理器技术解析

产品：酷睿i5 750（盒） Intel CPU

09年5大最具影响力CPU技术解析

　　2009年是芯片领域飞速发展的一年，众多全新的理念与技术均在09年得到了全面发展。在Intel与AMD的大力推动下，四核处理器不仅离普通消费者的脚步越来越近，一些全新的概念诸如双芯片平台也已经正式推出。CPU可以说已经开始进入了整合时代。

　　在“Tick-Tock”的路线方针的策略下，Intel已经在09年成功的进行了全新Nehalem架构的普及工作，并且首度展示了32nm整合处理器Westmere。在09年，Intel也成功的推出了LGA1156接口产品。完成了从高端LGA1366，性能LGA1156和大众LGA775接口全系列产品线的扩张。持续占据了处理器领域头把交椅的位置。

09年初Intel展示的首款32nm工艺整合GPU处理器

　　在另一位领军企业AMD那里，虽然在08年的表现不佳，但是并没有妨碍09年的产品扩张，不仅推出了自己旗下的45nm系列产品，更在09年创下了多项处理器超频世界纪录，这也充分体现了45nm在处理器技术上的价值。随着产品线的不断扩张，AMD也成为了第一个将四核处理器全面普及的企业。在这一点，AMD也走在了Intel之前。

竞争让技术发展的脚步越来越快

　　可以说09年的整个技术工艺的发展完全是在竞争下展开的。同时，Intel与AMD之间的竞争也加速了工艺技术的发展。现在距离09年的离去还有不到两个月的时间，本年度的新品及新技术发布也暂时告一段落。在即将迎来新年度的时候，让我们回首一下本年度的技术发展，看一看09年都有哪些处理器技术最具影响力。

产品：酷睿i5 750（盒） Intel CPU

5大处理器技术之睿频

　　睿频技术

　　说起睿频技术可能会有些读者朋友感到陌生，因为这个名词自诞生之日起至今不过仅仅两个月的时间，但是如果从他的英文名字来说的话，这项技术的推出已经有长达1年的时间了。从08年11月酷睿i7 900系列处理器的上市开始，睿频技术就已经开始了他的推广，不过由于限定在了高端范围内，并没有使这项技术全面推广，因此真正了解并且使用到这项技术的用户也并不算多。从酷睿i7 900系列的市场占有率来看，Intel似乎对此也并不在意，毕竟酷睿i7 900系列产品的定位较高，因此试探性的测试了解的人数较少是可以理解的。

　　在今年的9月，Intel正式全球发布了面向主流市场的LGA1156接口酷睿i7/i5系列处理器，虽然在接口方面进行了从新设计，但是新发布的LGA1156接口酷睿i7/i5处理器提供了较为完整的酷睿i7 900系列处理器技术（超线程技术除外），其中就包括了睿频技术。从此，该项技术也正是开始了普及之路。

　　那么什么是睿频技术呢？我们为何又要大张旗鼓的去宣传这项技术呢？下面我们就为大家介绍一下什么是睿频技术，和睿频技术所带来的好处。

●　动态超频，核心数量按需分配 睿频技术简介

　　目前上市的所有Nehalem架构处理器都提供了睿频技术（英文为Turbo Boost Mode），该项技术的运用可以帮助处理器在空闲时期将整体功耗降低，从而达到节能的目的，但是节能并不是睿频技术的最大亮点，其最大的亮点就在于可以视平台运行状态而定，选择性的提高一个或多个核心的运行频率，从而做到提高工作效率且降低功耗的目的。

睿频技术可以提高一个或多个核心的频率

　　我们以大型3D游戏为例，某些游戏可能对主频更为敏感，多核心并不能带来明显的效能提升，对处理器进行超频反而效果更好，如果这个时候开启Turbo模式，并且将TDP设定在用户所采用的散热器允许范围内，那么CPU在这个时侯可以对某颗或某两颗核心进行动态超频来提升性能。

睿频技术让处理器超频智能化，自动化

　　实现Turbo技术需要在核心内部设计一个功率控制器，大约需要消耗100万个晶体管。但这个代价是值得的，因为在某些游戏中开启Turbo模式可以直接带来10%左右的性能提升，相当于将显卡提升一个档次。值得一提的是，Extreme版本的Core i7处理器最高可以将TDP在BIOS中设定到190W来执行Turbo模式，在个别应用中进一步提升CPU时钟频率，带来效能上的提升。目前，主流的酷睿i7 750处理器在开启该技术后，可在单线程任务是将一颗核心的主频提高至3.2GHz。想必这样高的主频运行单线程任务可以说易如反掌。

　　09年最有影响力的5大处理器技术之睿频技术

产品：酷睿i7 870（盒） Intel CPU

5大处理器技术之超线程

　　超线程技术

　　超线程，早在2002年Intel便已经推出了这一技术，并且广泛的在奔腾4处理器中大规模应用。据当时的Intel官方资料，采用了超线程技术的奔腾4处理器可以比原产品效能提升10%-15%左右，可见Intel对超线程技术的运用是信心满满的。

　　但是事实却出乎Intel的意料。首先是来自操作系统端的问题，当时微软已经发布了Windows 2000系统，然而该系统并没有加入对超线程技术的支持，虽然后来出现的Windows XP系统加入了对该技术的支持，但也最终因为应用软件端对超线程技术的优化较少而作罢。另一个问题是来自于Intel自身的奔腾4处理器。基于NetBurst架构的奔腾4处理器由于过分的追求高主频加长了流水线设计，这导致了处理器的主频虽然达到了3GHz以上，却并没有提供3GHz主频相等的性能。由于过高的流水线已经造成数据运算错误率提高，在加上超线程技术的双核模拟容易让CPU在运算时命中失败，且对带宽的惊人需求。超线程技术不但没为处理器带来更高的执行效率，反而在某些情况下降低了奔腾4处理器的性能。所以说超线程技术虽然是一个非常先进且使用的概念，但在那个时代并不适合。

　　可能看到这里依然会有众多的读者朋友会感到奇怪，这超线程技术目前只在高端酷睿i7处理器当中有所运用，并不是普通消费者能够使用到的，为何把它也列为09年最具影响力的技术之一呢？相信了解硬件的读者一定知道，处理器行业中的另一个领军企业AMD一直以来并没有为自身的处理器加入超线程技术。而AMD的高管人士甚至曾经一度认为超线程技术是影响处理器性能发挥的元凶之一。但是在看到Intel为服务器的至强以及桌面高端处理器引入超线程技术得到了超高的执行效能后，AMD内部高层承认，没有早早引入此类技术是一项技术选择上的失误。为了能够尽快弥补这一技术缺陷，AMD已经决定在不久的将来为旗下的服务器用以及桌面级处理器引入超线程技术。可见超线程技术在酷睿i7及未来的酷睿i5中回归，影响的不仅仅是用户，更影响到了对手。在不久的几年里，也许从低端到高端的所有处理器就可以全部应用到超线程技术。

　　09年最有影响力的5大处理器技术之超线程技术

　　重要指数：★★★★
　　影响力指数：★★★★★
　　普及指数：★★
　　实用指数：★★★★
　　综合指数：★★★

产品：羿龙II X4 965（黑盒） AMD CPU

5大处理器技术之虚拟化

　　VT虚拟化技术

　　我们接下来要介绍的这项技术与前边的超线程技术一样，也不是09年才被创新出来的。这项技术诞生于奔腾4处理器时代，两大芯片巨头当时均已这项技术为宣传目标，但都因为受制于技术性能以及软件方面的问题没有推广开（服务器不在我们的讨论范围内）。随着09年2月，新一代操作系统Windows 7测试版的发布，这项技术才被重新挖掘出来，并且被消费者广为了解。这项技术就是虚拟化技术。

　　其实我们所提到的Windows 7系统下的虚拟化系统，也仅在高级至旗舰版本才提供了，并不是所有的版本都提供了这一技术。但其带来的好处依然被广大的消费者讨论，即使消费者完全用不到这一技术，但在购买处理器的时候依然考虑到了自己所购买的产品能否提供虚拟化技术。

使用虚拟化系统运行的IE6.0浏览器

　　虚拟化技术到底有什么过人之处竟然让众多消费者都参入其中呢？其实要说虚拟化的用途，对企业级用户来讲实质性较强，对于普通用户来讲，虚拟化的用途目前还并没有被广泛开发。在企业级用户那里，通过虚拟化系统，企业可以集中并且共享资源，实现降低成本、优化利用率的目的。以高性能服务器为例，在系统闲置的过程中，服务器的性能会造成严重的浪费。如果通过虚拟机将服务器分为若干个部分，进行各自所需的工作，这样就可以最大化的利用服务器的全部性能，从而节省企业开支。而在一些情况下，企业甚至可以通过虚拟机出售服务器的剩余性能，从而达到利润最大化。虚拟化所提供的另外一个好处就是安全。用户可以通过虚拟网络进行数据传输，这样可以最大限度的保证网络的加密能力，提高网络环境的安全度。以上两点是对企业级用户来讲最为基本的用途。那么对普通消费者而言又会有哪些好处呢？

虚拟化技术的运用可以解决因病毒造成的系统崩溃问题（图片源自互联网）

　　我们以操作系统为例。目前微软所提供的Windows操作系统的全球使用人数最多，而黑客也针对Windows系统进行的攻击行为也是最多的。如何能够保证操作系统的安全性就显得尤为重要。在虚拟化系统推出之后，用户在不确定自己手中的数据安全性的前提下，如软件，网页等，可以通过虚拟系统来检测数据的安全性。如果发生了如病毒等问题，仅需简单的关闭虚拟系统就可以保证系统的安全性。此外，现有系统在不支持某款软件的情况下，用户也可以通过虚拟机来实现对该软件的支持。

　　简单的用一句话来解释虚拟化就是，可以提供最高的安全保障，并最大限度的利用系统所提供的性能的技术。

　　09年最有影响力的5大处理器技术之虚拟化技术

　　重要指数：★★★
　　影响力指数：★★★★
　　普及指数：★★★★
　　实用指数：★★★
　　综合指数：★★★

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5大处理器技术之Intel 45nm

　　45nm工艺技术

　　在2007年年末，Intel正式发布了第一款采用45nm工艺制程的处理器，酷睿四核QX9650。由于运用了当时最先进的工艺技术，这款四核处理器虽然身价过万，但依然吸引了不少人的目光，因为他的出现标志着45nm工艺时代的降临。

QX9650的问世标志着CPU进入了45nm工艺时代

　　45nm有何本领？竟然让一颗身价过万的CPU也成为了瞩目的焦点。这一切就要从Intel与AMD两家芯片巨头的45nm工艺入手了。

●　　Intel —— 突破式的45nm （关键字：High-k + Metal Gate介质引入）

　　2007年，Intel正式发布了四核心Core 2 Extreme QX9650处理器，由此引领行业抢先来到了45nm的新世界。Intel的45nm采用了突破式的新材料，为晶体管发展四十年来之最大进步。

　　在过往四十余年的时间中，业内均普遍采用二氧化硅做为制造晶体管栅介质的材料。而在65纳米制程工艺下，Intel公司已经将晶体管二氧化硅栅介质的厚度压缩至1.2纳米，基本上达到了这种传统材料的极限。此时不但使得晶体管在效能增益以及制程提升等方面遭遇瓶颈，过薄的晶体管二氧化硅栅介质亦使得其阻隔上层栅极电流泄漏的能力逐渐降低，漏电率大幅攀升。

45纳米新型High-k + Metal Gate介质与传统材料之比较

　　为了使上述情况得到解决，Intel公司于45纳米Penryn家族处理器中首度引入High-k技术。此种以hafnium铬元素为基础物质的新型材料不但拥有良好的绝缘性，且比传统二氧化硅栅介质更为厚实，能够进一步控制晶体管的漏电率。当然，由于High-k晶体管栅介质与现有晶体管栅极并不兼容，因此Intel公司亦同时拿出新型晶体管栅极材料，使得晶体管内部源极到漏极之间的驱动电流增加20%以上，不仅能够有效提升晶体管效能，亦能够使得晶体管内部源极到漏极之间的漏电率降低5倍左右。

Intel公司45纳米High-k + Metal Gate介质示意图

　　High-k栅介质与Metal Gate栅极的引入能够使得晶体管漏电率较之传统材料降低10倍以上，与65nm制程工艺相比能够在相同耗能下提升20%的时钟频率亦或是在相同时钟频率下拥有更低的耗能。45纳米晶片每秒钟能够进行约三千亿次的开关动作，在以铜与low-k材料搭配组成的内部连接线的作用下，晶片开关速度能够提升20%且耗电量降低30%。

Intel运用High-K工艺的45nm晶圆

　　值得一提的是，在于用于连接硅晶片与基板的内部连接点第一层内5%左右的焊锡中，Intel公司以锡、银、铜的合金取代现有铅、锡为主的焊锡，并宣布于45纳米High-k + Metal Gate产品中全面采用100%无铅工艺制造，对于拥有复杂硅晶片连接结构的处理器技术而言，替换其连接材料绝非易事，Intel公司为此耗费了大量的精力，但其意义无疑是相当深远的。

产品：羿龙II X4 965（黑盒） AMD CPU

5大处理器技术之AMD 45nm

●　AMD —— 沉浸式光刻技术

　　相对于Intel复杂的用料及工艺流程来说，AMD所采用的45nm技术则相对的简单，AMD的45纳米制程工艺是联合IBM一同研发。这项技术包括了超低K电介质互联技术、多重增强晶体管应变技术和沉浸式光刻技术。

　　真正解决AMD在 45纳米技术难题的是多重增强晶体管应变技术 ，AMD和IBM称，与非应变技术相比，这一新技术能将P沟道晶体管的驱动电流提高80％，将N沟道晶体管的驱动电流提高24％。可见，制程的提升极大地提升了处理器的潜在性能，并同时赋予了产品更强的功耗控制能力。

● Intel及AMD 制作工艺解析简表

　　从以上的技术分析当中可以看出，无论是Intel还是AMD的45nm工艺，均能够很好的满足降低功耗及成本的目的，同时也带来了更明显的性能提升。可见45nm工艺是一个对消费者和芯片厂商都有利的技术。

　　45nm工艺虽然很好，但是其普及要比老一代的65nm工艺漫长许多。这主要原因就在于AMD在45nm工艺方面进度迟缓，在很长一段时间里无法将45nm工艺产品上市，这直接造成了AMD使用低端产品与Intel抗衡。很显然，Intel在无对手的情况下，虽然全系列产品都已经转换成为了45nm工艺，但其价格也因为AMD在技术方面的动作迟缓不愿降低。这种情况一直到AMD的首款45nm工艺产品上市才得到好转，而影响了45nm全面普及的产品便是AMD的羿龙II四核940。自羿龙II四核940上市开始，Intel便大幅度的将产品价格下调，让45nm产品线涵盖了从400元至万元的所有级别。与此同时，AMD方面也在加快着65nm产品的淘汰速度以及45nm工艺产品的上市速度。到09年9月，AMD也将产品线延伸至了高中低三个级别。至此，45nm工艺正式普及，计算机也全面进入了45nm工艺时代。

　　09年最有影响力的5大处理器技术之45nm工艺

　　重要指数：★★★★★
　　影响力指数：★★★★★
　　普及指数：★★★★★
　　实用指数：★★★★★
　　综合指数：★★★★★

产品：酷睿i7 870（盒） Intel CPU

5大处理器技术之整合

　　“整合”技术

　　从09年起，CPU领域最大的的变化就是连个字“整合”，整合GPU，整合PCIe控制器，整合内存控制器，直至完全整合了北桥。而整合所带来的不仅仅是性能上的提升，同时也带来了平台功耗的进一步降低，可以说整合已经成为了未来CPU的发展趋势。

完全整合了北桥功能的酷睿i5 750处理器

　　整合之路的开始起于AMD的K8架构时代，从K8架构时代开始，AMD将本来属于北桥部分的内存控制器整合进了处理器当中。其好处就是CPU不在受制于FSB的限制，提高了CPU与内存之间的数据带宽，性能得到了翻倍的提升。

　　随着工艺制程的提升，整合内存控制器的CPU性能被突显出来，Intel也在全新的Nehalem架构中整合进了内存控制器，放弃了传统的前端总线概念。与老的前端总线处理器相比，酷睿i7处理器的QPI总线所提供的带宽最高可以达到32GB/s，这要比1600MHz前端总线所提供的12.8GB/s提高了两倍有余，可见整合内存控制器后对CPU性能提高的影响。

Nehalem架构处理器整合内存控制器示意图

　　在整合进了内存控制器大获成功之后，Intel和AMD又将目光放在了PCIe控制器上，双方都针对这一整合技术开展了研发。不过，在进度方面Intel方面走在了前边，率先将PCIe控制器整合进了处理器当中，并且推出了LGA1156接口的酷睿i7/酷睿i5系列处理器。从LGA1156接口产品开始，北桥功能就已经完全被整合进入了CPU当中，传统的三芯片概念已经被双芯片完全取代。这样做的好处一方面是提高CPU与内存，CPU与显卡之间的数据带宽，同时也将平台的整体功耗降至最低。可以说整合的概念是最符合未来芯片领域发展趋势的。这也是为何Intel与AMD都在争相推出整合处理器的缘故。

AMD的Fusion计划就是整合技术的一部分

　　在不就的未来，用户不仅可以使用到整合了北桥功能的处理器，更可以使用到整合了GPU的处理器，当前Intel与AMD都在着手进行着这一整合技术，用户最早在2010年1月就可以使用到整合GPU的处理器。

　　整合可以说成为了09年下半年处理器的发展趋势，并且在将来也将继续影响着处理器的发展。整合可以算作是09年最有影响力的处理器技术之一。

　　09年最有影响力的5大处理器技术之整合技术

　　重要指数：★★★★★
　　影响力指数：★★★★★
　　普及指数：★★★★★
　　实用指数：★★★★★
　　综合指数：★★★★★

　　今天，我们详细介绍了09年最具影响力的5项处理器技术，可以说这5大技术每一个都对处理器未来的发展起到了深远的影响。不过我们也可以从中发现，这5大技术中除了45nm工艺和睿频技术距离我们较近之外，其他三项技术都诞生有相当长的一段时间了。从这一点可以看出，一项新技术的推广不仅仅是简单的呈现在用户面前，更要找到一个完全适合他成长的时间与空间。我们再此也希望2010年能够给新技术以更多的发展空间，能够让广大的消费者在最短的时间里享受到科技所带来的极致体验。

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