小名威尼斯 E3版Athlon64性能大曝光

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三大改进 E3版Athlon64性能再提升

　　说起硬件发烧友的最爱Athlon 64处理器向90nm生产工艺过渡，那应该是半年以前的事情。当时AMD正式发布了基于90nm K8 Winchester核心的Socket 939 Athlon 64处理器，具体型号包括了3000+、3200+和3500+。在此之后，AMD还针对中低端发布了采用90nm工艺的Socket 754接口Sempron处理器。虽然这些处理器目前已经在市场上随处可见，但实际上Winchester核心也并没有完全让原有的130nm K8核心处理器淘汰，这是为什么呢？

　　造成这种情况的原因有很多，但其中最主要的原因是Winchester核心的频率提升困难，尽管该核心在功耗和发热量方面要比130nm核心低很多，但基于Winchester核心的处理器所能达到的最大频率却只有2.2GHz。这也就是为什么顶级的Athlon 64 4000+（2.4GHz）和Athlon 64 FX-55（2.6GHz）依然使用130nm工艺ClawHammer核心的原因。

　　然而，在今年的四月份，AMD即将宣布让这种过时的生产工艺彻底淘汰，取而代之的是新一版本的90nm工艺核心。在成功发布90nm Winchester核心后，AMD的工程师们经过不懈努力，终于完成了名为Venice的新核心，这也就是我们经常所说的E3版。该核心的完成，也基本上意味着古老的130nm核心可以退出历史舞台了。

　　名为Venice的新核心不仅仅将取代低主频Winchester核心Athlon 64，还将让高端的Newcastle和ClawHammer核心Athlon 64淘汰。此外，Venice核心的到来还可以让Athlon 64处理器的频率进一步提高，PR编号进一步提升。在不久的将来，AMD将发布最新的Athlon 64 4200+和Athlon 64 FX-57，前者基于Venice，后者采用San Diego核心。（San Diego核心实际就是派生自Venice，只是二级缓存的容量更大）

　　可以看出，Venice核心的发布有着深远的意义，虽然此次AMD决定低调发布新核心处理器，但我们媒体方面却应该高度重视。Venice核心带来的不仅是频率上提升的潜力，而且它也开始正式支持SSE3多媒体指令集，这应该是很多用户盼望已久的了。自从Prescott发布以来，SSE3一直是Intel处理器的特权，而现在AMD也做到支持该特性，那么新核心Athlon 64处理器的性能表现又将如何呢？

Dual Stress Liner (DSL)技术

　　在我们探讨新核心Athlon 64频率提升潜力之前，我们先来看看该处理器的工艺原理。在2004年末，AMD和IBM曾共同宣布一项新技术，该技术可以让晶体管性能表现得到突破。两家公司给该技术取名为Dual Stress Liner（DSL），并宣称其可以让半导体晶体管的响应时间提高24%！

　　听起来是不是非常厉害，但其实该技术原理并不复杂。DSL技术实际非常类似Intel的应变硅（strained silicon）技术，应变硅是Intel实现90nm工艺的重要保证。采用DSL技术后，晶体管的响应速度得到提升，同时发热量也会下降。在某些时候，硅原子会被“伸长”（stretched），而某些情况下则会被“压缩”（squeezed），和Intel应变硅技术不同的是，来自AMD和IBM的DSL技术可以同时应用到NMOS和PMOS晶体管上，并且无需使用额外的硅锗层，这样的好处是节省成本还可以避免降低产量。

　　正是Dual Stress Liner技术的这种双重特性，才使得其效率相比Intel应变硅技术要更高。Dual Stress Liner可以提升晶体管速度达24%，而应变硅技术最高也只能提升15-20%。更为重要的是，来自AMD和IBM联合研发的这项技术并不会影响到芯片的产量。

　　Venice核心处理器是AMD首款应用DSL技术的桌面PC处理器，DSL技术配合已经十分成功的SOI（Silicon-on-Insulator）技术，使基于Venice核心的处理器可以达到更高的工作频率。根据AMD工程师介绍，DSL+SOI工艺技术最少可以让Athlon 64的频率提高16%，换句话说，基于Venice核心的Athlon 64频率将可以达到2.8GHz。

SSE3指令集

　　说过生产工艺方面的东西，我们再来谈谈Venice核心在其它方面的优势。首先要指出的是，Venice处理器已经支持扩展SIMD指令集，现在基于Venice核心的Athlon 64都将支持SSE3多媒体指令集，就像基于Prescott核心的Pentium4一样。然而我们要提醒您的是，SSE3并不是一套完成的指令集，而只是在SSE2基础上的额外扩展。

　　因此，Venice中加入的SSE3指令集共包括了11条新指令：

　　ADDPS, HSUBPS, HADDPD, HSUBPD —— 与SSE2寄存器平行操作，这几条指令之前因为一些原因没有加入SSE2，他们主要的作用是帮助3D图形处理。

　　ADDSUBPS, ADDSUBPD, MOVSHDUP, MOVSLDUP, MOVDDUP —— 这几条指令是帮助复杂的数字运算，对于波形和声音处理也很有帮助，例如一些离散傅立叶变换的任务就很需要这些指令。

　　FISTTP —— 这是一条新的算术协处理器指令，可以使协处理器堆栈转换为整数类型，出于一些未知的原因，该指令之前并没有包含在x87指令集中。

　　LDDQU —— 这条指令对于加速视频压缩很有效果。

　　在Pentium 4 SSE3中的两条指令MONITOR和MWAIT在这里并没有出现，原因是这两条是和Hyper-Threading（超线程）技术有关，所以没必要出现在AMD处理器中。

　　到目前为止，最新的Athlon 64处理器已经拥有了庞大的SIMD指令集，具体包括了3DNow!、SSE2和SSE3。不过目前我们并不期望SSE3能够为Athlon 64带来多大的性能提升，因为目前使用SSE3指令集的应用程序还并不是很多。

整合内存控制器进一步增强

　　几乎每一个新核心的Athlon 64处理器的内存控制器都会被进一步优化，这并不是为了能够提升多大性能，更重要的是为了保证Athlon 64处理器和不同类内存的良好兼容性。先前采用Winchester 核心的90nm工艺Athlon 64在这方面就出过一些问题。例如在使用四条单面DDR400内存时，只能工作在2T timing设置下，性能当然会受到限制。而系统中如果安装了四条双面DDR400内存的话，则只能工作在333MHz频率下。

　　AMD工程表示，最新的Venice核心将不会再出现以上问题，基于该核心的Athlon 64搭配四条单面DDR400不会再有性能限制，而使用四条双面DDR400，也可以稳定工作在400MHz 2T timing设置下了。当然除了兼容性提升外，新核心的内存控制器在性能上也会有一定提升，其内部的数据预取和缓存写入等机制都更加完善。

　　所有以上这些改进，将使得Venice核心Athlon 64在性能上超越老版本产品。