冷眼看Intel AMD真假四核之争

从计算机进进我们的生活开始，人们就把所有的留意力集中到了CPU的频率上，更高的频率代表着更高的性能，也意味着计算机的速度更快更强。由此以后，CPU的频率从最初我们印象中的几百MHz起跳，一路直上3G+水平。但是，很快的人们就发现，单纯CPU主频的提升并不能带给系统更高的性能，在CPU主频进进G时代以后，更高频率的CPU在性能方面的表现并不明显，由于，CPU主频突飞猛进式的发展令到其功耗也大大增加，由此带来的高发热令到CPU的性能大打折扣，体现在性能方面就变成了高频低能的现象，这一点在Intel的Netburst架构处理器表现最为明显。因此，在追求越来越高频率的同时，Intel与AMD不约而同地转向了对功耗控制以及新工艺的研发。为了解决高功耗的题目，Intel率先全面采用了65NM的工艺制程，相比90nm工艺，65nm能够使芯片的晶体管密度达到原来的两倍，这样内核体积更小，单芯片上可以拥有的内核数目更多。这样一来，65nm工艺可以提升晶体管的性能超过20%，而晶体管尺寸缩小，可以使切换功率下降达30%。Intel近两年所推出的产品中，其能保证在性能提升的同时，功耗降低或保持不变，与工艺技术有很大的关系。　　而AMD方面固然在新工艺方面的起步较晚，目前大部分产品依然停留在90nm时代，不过从03年面世至今的K8架构凭借良好的性能以及功耗控制，在与Intel 65nm产品的对抗中然后保持不败。K8处理器让AMD首次在规格以及性能方面真正的领先于对手。　　在失往产品上风后，Intel自然不甘落败。但由于技术方面的限制导致单个CPU的核心频率已经到达了极限，很难再有提升的潜力，因此，依靠多个核心的频率叠加的方法来进步整体的频率就成了最好的选择。Intel率先在桌面处理器市场上首次祭出了奔腾D这款双核心的处理器，来对抗AMD的K8处理器。而后Athlon64 X2，Core 2 Cuo的加进令双核心成为CPU发展的主流方向，而今年11月，Intel再次率先推出四核心Kensfield处理器，再次掀起了多核心的***，AMD也公布了自己的四核心计划，由此，也引发了一场关于真假四核心的论战。　Intel的四核心技术　　在四核之前，Intel已经发布了奔腾D系列以及Conroe系列两代的双核心CPU，而所谓四核，指一个处理器上拥有四个内核。11月14日，英特尔高调公布推出四核处理器，称“这是全球第一枚四核处理器，其性能比上一代双核芯片进步了50％，是单核性能的4.5倍，比‘竞争对手’的双核性能进步逾2.5倍。” 　　从命名为Core 2 Quad就可以知道四核心Kensfield基于Core微架构，其摒弃之前的Netburst架构之弊，重新优化设计之后“性能提升40％，能耗降低40％”。Kensfield采用了当初应用于Presler内核Pentium Extreme Edition 9XX系列的技术，把两片Die封装于一块基板上。　　从Intel的发布的架构图可以看到，Kentsfield里面所包含的2组供4个核心只是两两互通，就相当于奔腾D一样，两组核心的4MB L2 Cache是独立的，核心之间交换数据也必须通过北桥。Kentsfield拥有酷睿微架构的主要五项创新技术，包括Wide Dynamic Execution、Intelligent Power Capability、Advanced Smart Cache、Smart Memory Access以及Advanced Digital Media Boost，同时支持Intel的VT虚拟技术、EMT64和防病毒技术等。　　目前Intel发布的四核CPU仅仅只有Core 2 Extreme QX6700（2.66GHz/L2：2×4M/1066MHz FSB）以及Core 2 Quad Q6600（2.40GHz/L2：2×4M/1066MHz FSB）两款型号，定价分别为999以及851美元，采用65nm工艺制程，拥有4个物理核心2x4M的超大L2缓存。AMD的四核心技术　　AMD在四核心技术的研发进度上明显比Intel慢了好几拍。暂时AMD的四核心还停留在计划之中。据AMD表示，基于K8L架构的代号“Barcelona”的四核微处理器将在2007年中期推出。　　据目前AMD透露的资料表示，代号“Barcelona”的四核微处理器将会包含加速虚拟化的技术，其特点就是能够让一台服务器运行多种操纵系统。此外，Barcelona的其它一些功能包括每个核心将拥有64K一级缓存和512K二级缓存，四个核心将分享2兆以上的三级缓存。Barcelona能够容纳更多的内存，目前最大可以达到1T（1000G），而“Barcelona”能达到256T。　　Barcelona核心可以说是由目前AMD x86-64架构上改进而来，据AMD官方表示，Barcelona核心可以极大地提升浮点运算性能，而且Barcelona核心IPC（每周期执行的指令数）将进一步增强，这些增强包括了Advanced branch prediction（增强分支猜测），32-byte instruction fetch（32字节指令存取），Sideband stack optimizer（频带堆栈优化），Out-of-order load execution（乱序载进执行）。另外，Barcelona中的内存带宽改进，依然拥有完全独立的内存控制器，支持48位硬件级寻址，理论上可以支持256TB的物理内存。除了常规的4KB和2MB页尺寸外，AMD这次还拿出了1GB容量的内存页。而重拾三级缓存架构不仅可以在性能上得到提升，同时也将更有利于配合虚拟化技术的使用。此外，Barcelona将基于AMD 65nm SOI工艺技术，降低处理器的电压，进步电源的利用率，并引进AMD PowerNow技术。功耗方面，AMD表示Barcelona的TDP不会超过95W。　　目前曝光的Barcelona四核心处理器为Opteron 8***及2***家族。主频1.9~2.0GHz，2.1~2.3GHz和2.4~2.5GHz的处理器功耗分别为68W，95W和120W。每颗核心拥有512KB二级缓存，并共享2MB三级缓存，支持ECC Reg DDR2内存。真假四核处理器之争　　2006年11月，AMD服务站／工作站产品线全球业务拓展经理约翰·弗鲁赫在北京发布AMD的四核计划时公然表示Kentsfield不是真的四核，INTEL的四核是建立在多芯片模式基础上。“这又是一个假四核处理器，我们要做的，就是进步产品的处理效率，让每一分处理性能都尽量地开释，而不是快速将产品推向市场。”由此，引起了真假四核的口水战。　　实在回顾一下，历史竟是如此的相像，在奔腾D推出的时候，AMD也曾反击奔腾D仅仅是把两个核心两两相通，是“假双核”，而Athlon64 X2系列才是真正的双核处理器。　　而进进四核时代，AMD再次挑起真假双核的口水战，约翰·弗鲁赫指出，真四核有很多特征，包括真四核的设计，单核、双核、四核乃至多核的散热、功耗相同，每个核都有独立的二级缓存等等。在AMD列举的七八项指标中，英特尔是一片空缺。“他们(INTEL)只是把多个处理器黏在一个芯片上。这对客户而言意味着更加昂贵，而且效率更低、功耗更大。”而后在12月1日的年度AMD行业分析师论坛上，AMD首席销售与市场营销运营官亨利·理查德更是将AMD的四核X86服务器处理器和一只被剥掉外壳的英特尔四核处理器摆在了一起，直言Intel的Kentsfield单纯是把两个双核摆在一起。　　一时间，气势如虹的Kentsfield蒙上一层阴影。但是事实上，目前双核，四核没有标准或者定义，也就是说并没有真伪之分。Kentsfield也好，Barcelona也罢，只能说是实在现的方法不同，至于谁终极的性能比较强悍，那就要等明年年中AMD发布Barcelona时才能见分晓了。Intel与AMD暗地里较劲　　在Kentsfield发布之后，AMD迅速反击，掀起了口水战的序幕，但Intel则显得比较低调，几乎没有正面的回应，而从近期的动作来看，Intel正在加紧45NM制程工艺的研发。　　据目前Intel发布的消息表示，其45nm工艺进展顺利，并在今年年初采用新工艺完成了具备完整功能的152Mb SRAM芯片的开发，两座新工厂也相继破土动工。Intel表示，2007年年底将如期从65nm转向45nm，Intel计划在2008年推出两款45nm处理器，分别是面向台式机的Wolfdale和面向笔记本的Penryn，均为双核心，并基于新的Nehalem架构。此外，32nm工艺的研发也正在进行中，预计将在2009年登场。而对手方面的AMD也已经成功使用45nm工艺生产出SRAM晶圆测试样品，并计划在2008年第一季度投产45nm处理器。　　而除了Kentsfield之外，Intel下一代的四核Yorkfield也将在2007年的第三季度浮出水面，与Kentsfield最大的不同是，Yorkfield可以令四个核心共享同一个 L2 内存，带来更高的执行效率，减少 FSB 的频宽须求，同时也将制程推进到45nm。Yorkfield将搭配下一代Bearlake芯片组家族，该芯片组支持1333MHz FSB和PCI Express 2.0版接口。最先推出的Yorkfield产品会使用Bearlake X芯片组以及DDR3-1333内存。Yorkfield的实现方法与AMD的Barcelona相似，即为AMD所谓的真四核。AMD首款65nm Athlon64 X2 　　行内人士分析，这场真假四核的口水战仅仅是两大巨头的一种市场策略，是希看通过纷争，不让对方独美。而暗地里，两大巨头在技术方面依然在暗暗较劲，尤其是AMD，由于目前在产品研发上在落后于对手，更需要推出新产品来挽回消费者的信心。12月5日，AMD发布了其首款65NM双核处理器，一方面是代表其开始转进65NM阵营，另一方面是加强其双核阵营的产品线，用性价比来抵抗Conroe系列的强大攻势。而在四核心方面，由于AMD暂时还没有相对应的四核产品，因此，其推出了曲线救国的策略，推出了Quad FX 4X4平台以临时应对英特尔四核心处理器，其支持双处理器插槽，配备AMD双核心Athlon FX处理器也可以组建成四核心系统。Quad FX 4X4 　　AMD目前为4X4系统提供了采用Socket 1207接口的双核心Athlon 64 FX-70 （主频 2.6GHz）、 Athlon 64 FX-72 （主频2.8GHz）和 Athlon 64 FX-74 （ 主频3.0GHz）。固然大部分人都质疑4X4平台只是一个临时的解决方案，不过AMD就表示，今后还将继续发展Quad FX系列，当AMD四核心处理器 Agena发布时，它们仍然可以继续使用在 Quad FX平台上，用来组建八核心系统。不过Athlon 64 FX采用了90nm系统，功耗达到了125W，两块Athlon 64 FX的功耗达到了250W以上，是Kentsfield的两倍。而4X4平台也更依靠于主板厂商的支持，目前仅仅只有华硕发布了一款4X4主板。四核处理器需要什么主板？　　正所谓一个好汉三个帮，四核CPU想得到市场的认同，除了本身的性能之外，最重要的还是要得到主板方面的支持。Intel方面，目前支持Conroe的965系列以及975X主板都可以支持四核心的处理器，有部分产品需要更新BIOS后才可以识别出四核核心。而除了Intel自家的这两款产品外，一些主板厂商也将945P，VIA的PT880等产品改造成为四核主板。据Intel表示，只要可以支持双核Conroe的主板就可以支持四核。而AMD方面，Quad FX 4X4四核系统仅仅只有NV的nForce 680a，目前推生产品的也只有华硕的ASUSTeK L1N64-SLI WS一款主板。而对于AMD明年将要推出的Barcelona四核处理器，AMD则表示目前其将沿用AM2接口，用户无须更换主板，只要升级BIOS即可。至于内存方面，Intel与AMD的四核处理器都支持ECC Reg DDR2内存。四核心是否有必要存在？ 　　在看完了Intel与AMD的四核处理器之争后，我们再回回到一个最原始的话题：四核心对于我们来说，是否真的有必要。　　首先，我们先要肯定四核在运算能力以及多任务处理方面的上风。多核心的基本原理和设计理念来自于在服务器市场中技术非常成熟并且广泛采用的SMP技术，采用多核心可以获得更快的处理速度以及同时处理更多的任务。比如在高清视频播放，视频处理，科学计算等CPU密集应用等方面四核心CPU就拥有很大的上风。　　但是，目前软件的发展还没有跟得上四核的发展，在目前对Intel四核CPU的测试中就发现，例如在一般的常规性能测试中，四核平台的表现很抢眼，但是在游戏测试中，性能与双核相比又差不了多少。也就是说，目前软件的还没来得及适合四核CPU，一些玩家就在质疑，除了SuperPi还有什么能让四核心CPU满载？谁又会在日常使用中，一边跑着3DMARK，一边玩游戏？　　另外一个题目就是CPU的性能迅速增长导致了瓶颈的转移，相信用过笔记本的用户都有这样的感觉，笔记本慢就慢在硬盘，拖累了整机的性能，类似的，在四核心CPU之后，必然会出现瓶颈转移的现象，硬盘则会成为最大的矛盾。消费者在日常应用中，出现四核配置与双核配置用起来感觉性能相差未几的情况也不希奇。因此，从目前应用的角度来看，四核CPU并没有实际的购买意义。Vista对四核推广有重要的意义 　　不过固然目前还存在这样那样的题目，不过四核CPU的出现，代表着一个方向，尤其是在Vista到来之后，软件对硬件的要求会有一个质的奔腾。到时对于普通消费者来说，就不仅仅是概念上的意义，而是实实在在的应用。从奔腾D双核处理器出现在桌面处理器市场后，两年来大家已经承认并接受了双核CPU，而四核，相信也不会令我们等太久。