Intel作为全球半导体产业的领袖,在处理器市场长期保持了快速增长的势头,但是确被AMD的K8处理器的高效性能给遏制住了,并抢走x86桌面市场及服务器市场占有率超过2成以上,由于此前的消费者对性能好坏的标准限制于处理器的主频高低,所以频率正好成为了最简单直接的参考标准,从中Intel也明白到这一趋向,因此在2000年发布采用Netburst微架构的Intel Pentium 4处理器,明确表明了高频率政策的取向,大幅地增高Pipeline Stage让产品拥有优秀的频率提升能力,虽然受外界批评Netburst架构是高频率低性能的产品,相信原因是人们把它和晚三年推出的AMD K8微架构作比较吧。
其实在当时来说,Pentium 4绝对是划时代的设计,例如为了让Pentium 4处理器能善用其较长的Pipeline Stage设计,大幅改良了Branch Prediction,其Branch Predictor比上代P6架构高出8倍达4KB,估计可让Branch Prediction出错减少1/3,首次加入Trace Cache设计并储存了12K已被解码的Micro-Ops指令,取代传统L1 Cache设计减少了在运算需要解码的时间,也能缩短Branch misprediction出现的延误,容量较少的L1 Cache设计也让核心频率更易提升。部份核心设计将运作于频率的两倍,例如两组Fast Integer、Integer RF、Bypress Network、其中一组ALU及AGU(Load &Store)等等,2000年Netburst架构的Pentium 4震撼了整个业界,让对手AMD K7微架构产品受到严峻压力,只能以较低廉的价格作出还抗。
无疑产能和生产技术绝对是Intel的传统强项,AMD如勉强的与Intel在频率上竞赛只是自寻死路。因此AMD抓住了竞争对手产品的弱点,选择了在微架构上作出改良,提升每周期的指令处理数目,可是在当时频率等于性能的传统观点下,这种说法近乎是一个笑话。即使这样AMD也只有这条唯一途径和Intel抗争,它们强调着执行效率比频率作为指标更为准确,提出效率等于频率乘以每周期的指让处理数目,并以P-Rating代替频率作为处理器的型号,起初人们对P-Rating还不太接受,但在AMD苦苦经营下也开始得到了认同,尤其是K8性能全面领先Pentium 4之后。
Performance = Frequency x Instructions per Clock Cycle
相反Intel还是深信他们自己的生产工艺及产能,认为在生产技术不断提升下,频率数字及性能将继续发展,并没有打算推出全新的微架构对抗AMD K8的入侵,我们可以从Intel推出Netburst微架构改良版本的Prescott处理器知道,把Pipeline Stage由20层进一步提升至31层,让频率再进一步提升,当时Intel甚至更夸口下一代Tejas处理器可达至5GHz,可惜在还没有超越4GHz的门槛时,Intel产品的功耗已达至甚高的水平,在频率不断增加生产工艺无法突破下,功耗将成为Intel最大的考验,并且是现阶段技术是无法完全解决的,这迫使Intel的执行长在公开场合下跪道歉。
Power = Dynamic Capacitance x Voltage x Voltage x Frequency
在频率发展停滞不前下,Intel需要向着频率以外的方法提升性能,多核心技术成为未来的大趋势,AMD和Intel同时在2005年各自推出了双核心设计的处理器产品,但Intel在设计上却明显地较AMD落后,主要原因是AMD已经考虑到处理器未来大方向将趋向多核心设计,并在设计K8核心初期加入System Request Interface & Crossbar Switch,让双核心可以在处理器内部的进行资料交换,例如CPU 0需要读取CPU 1 L2 Cache的资料,就只需要向System Request Interface提出要求并通过Crossbar Switch就把取读资料,优秀的Hyper-Transport双向的传输设计,加上内建内存控制器,无需要透过北桥读取系统内存以减少延迟,这些都为K8在双核心大战中占尽先机。相反Intel早年还是确信频率将会因制程进步而保持高增长,在Prescott核心之后还会出现更高频率的Tejas核心,可高达5GHz的频率如果能解决功耗和热量的问题,再配合Hyper-Threading多线程技术,理论上在短时间内并没有推出双核心产品的必要,因此在产品的设计规划上并没有为多核心留下伏笔,要反胜对手唯一的途径就必需从根本的微架构设计着手。
要设计一个全新的微架构绝非一朝一夕的事,但Intel在各市场上的占有率节节下滑已到了不能再等的地步,幸好Intel在当初针对笔记本平台成立了以色列的海尔法开发团队,专门开发针对笔记本电脑的微架构产品,当初推出的Banias核心Pentium M处理器已有出色表现,及后Dothan核心甚至双核心的Yonah也一直保持高效率低功耗的水准,因此Intel决定放弃Netburst架构,把笔记本处理器架构作出改良以减少全新微架构的开发周期,或许这队位于以色列的开发团队并没有想到自己将会变成Intel救星。
- 第1页:扬眉吐气!新一代PC性能换代至酷至睿
- 第2页:Netburst下马!酷睿2危急处力拨狂澜
- 第3页:五大重要创新!Intel Core微架构解析(1)
- 第4页:让处理器更Smart!Intel Core架构解析(2)
- 第5页:没内存控制器照样强,Core微架构解析(3)
- 第6页:更强更智能!Intel Core微架构解析(4)
- 第7页:界线模糊化!Intel新一代处理器命名解析
- 第8页:Core 2 Duo/Core 2 Extreme价格/规格剖析
- 第9页:AMD性能没了优势,724让价格更公道、实在
- 第10页:好马配好鞍——Intel发布全新系列芯片组支持Core
- 第11页:好马配好鞍——主流取向:全新96x芯片组介绍(1)
- 第12页:好马配好鞍——主流取向:全新96x芯片组介绍(2)
- 第13页:好马配好鞍——低端取向:全新946系列芯片组介绍
- 第14页:扣肉虽香,Conroe与芯片兼容性问题非常关键
- 第15页:狂超破2.8GHz!E6300/E6400超频潜力巨大
- 第16页:Intel Core 2 Extreme X6800领跑未来新纪录
- 第17页:测试平台与说明
- 第18页:性能测试——整机性能:SYSMARK 2004
- 第19页:性能测试——综合性能:WorldBench 5
- 第20页:性能测试——商业性能:Winstone 2004
- 第21页:性能测试——专业3D渲染性能:Cinbench 9.5/3Dsmax 7.0
- 第22页:性能测试——音/视频压缩性能:DivX/WME9/H.264/iTunes
- 第23页:性能测试——游戏性能:HL 2/Quake 4/Battlefield2
- 第24页:性能测试——游戏性能:Ris Of Legends/F.E.A.R.
- 第25页:性能测试——缓存性能:4MB VS 2MB二级缓存
- 第26页:性能测试——FSB 性能:1333MHz VS 1066MHz前端总线
- 第27页:江山易主!新一代的性能王者诞生