一、Pentium D和Pentium EE
Pentium D和Pentium EE分別面向主流市場(chǎng)以及高端市場(chǎng),其每個(gè)核心采用獨(dú)立式緩存設(shè)計(jì),在處理器內(nèi)部?jī)蓚€(gè)核心之間是互相隔絕的,通過(guò)處理器外部(主板北橋芯片)的仲裁器負(fù)責(zé)兩個(gè)核心之間的任務(wù)分配以及緩存數(shù)據(jù)的同步等協(xié)調(diào)工作。兩個(gè)核心共享前端總線(xiàn),并依靠前端總線(xiàn)在兩個(gè)核心之間傳輸緩存同步數(shù)據(jù)。從架構(gòu)上來(lái)看,這種類(lèi)型是基于獨(dú)立緩存的松散型雙核心處理器耦合方案,其優(yōu)點(diǎn)是技術(shù)簡(jiǎn)單,只需要將兩個(gè)相同的處理器內(nèi)核封裝在同一塊基板上即可;缺點(diǎn)是數(shù)據(jù)延遲問(wèn)題比較嚴(yán)重,性能并不盡如人意。另外,Pentium D和Pentium EE的最大區(qū)別就是Pentium EE支持超線(xiàn)程技術(shù)而Pentium D則不支持,Pentium EE在打開(kāi)超線(xiàn)程技術(shù)之后會(huì)被操作系統(tǒng)識(shí)別為四個(gè)邏輯處理器。
Pentium D和Pentium EE目前具有以下產(chǎn)品:
Pentium D 8X0系列:
目前有820(2.8GHz)、830(3.0GHz)和840(3.2GHz)三款產(chǎn)品,都基于Smithfield核心,實(shí)際上就是將兩個(gè)Pentium 4處理器所采用的Prescott核心封裝在一起。這三款產(chǎn)品都采用800MHz FSB、90nm制造工藝、每核心1MB二級(jí)緩存、全部采用Socket 775接口、都支持硬件防病毒技術(shù)EDB和64位技術(shù)EM64T,除了Pentium D 820之外都支持節(jié)能省電技術(shù)EIST。
Pentium D 8X5系列:
目前只有805(2.66GHz)一款產(chǎn)品,同樣基于90nm制造工藝的Smithfield核心,只不過(guò)前端總線(xiàn)降低到533MHz FSB,采用Socket 775接口、每核心1MB二級(jí)緩存、支持硬件防病毒技術(shù)EDB和64位技術(shù)EM64T,但不支持節(jié)能省電技術(shù)EIST。
Pentium EE 8XX系列:
目前只有840(3.2GHz)一款產(chǎn)品,同樣基于90nm制造工藝的Smithfield核心,采用800MHz FSB、每核心1MB二級(jí)緩存、Socket 775接口、支持硬件防病毒技術(shù)EDB、64位技術(shù)EM64T和節(jié)能省電技術(shù)EIST。
Pentium D 9X0系列:
目前有920(2.8GHz)、930(3.0GHz)、940(3.2GHz)和950(3.4GHz)四款產(chǎn)品,都基于65nm制造工藝的Presler核心,實(shí)際上就是將兩個(gè)Pentium 4處理器所采用的Cedar Mill核心封裝在一起。采用800MHz FSB、每核心2MB二級(jí)緩存、Socket 775接口、支持硬件防病毒技術(shù)EDB、64位技術(shù)EM64T、節(jié)能省電技術(shù)EIST以及虛擬化技術(shù)Intel VT。
Pentium EE 9XX系列:
目前有955(3.46GHz)和965(3.73GHz)兩款產(chǎn)品,同樣基于65nm制造工藝的Presler核心,前端總線(xiàn)頻率提升到1066MHz FSB,每核心2MB二級(jí)緩存、Socket 775接口、支持硬件防病毒技術(shù)EDB、64位技術(shù)EM64T以及虛擬化技術(shù)Intel VT,但不支持節(jié)能省電技術(shù)EIST。
Pentium D 9X5系列:
按照Intel的產(chǎn)品路線(xiàn)圖,即將推出Pentium D 915(2.8GHz)和925(3.0GHz),同樣基于65nm制造工藝的Presler核心,與Pentium D 9X0系列相比,除了都不支持虛擬化技術(shù)Intel VT以及Pentium D 915不支持節(jié)能省電技術(shù)EIST之外,其它的技術(shù)特性和參數(shù)都完全相同。
值得注意的是,Intel的Pentium D和Pentium EE與AMD的雙核心處理器Athlon 64 X2和Athlon 64 FX系列相比,都是獨(dú)立式二級(jí)緩存,除了協(xié)調(diào)單元前者在CPU外部(依賴(lài)于主板),而后者在CPU內(nèi)部(不依賴(lài)于主板)之外,本質(zhì)上并無(wú)重大區(qū)別,相對(duì)來(lái)說(shuō)都比較簡(jiǎn)單----只需要為兩個(gè)核心添加一個(gè)協(xié)調(diào)單元即可。所謂的“真假雙核”純屬無(wú)稽之談,嚴(yán)格點(diǎn)看的話(huà),這二者都不是真正意義上的完全的雙核心處理器,只不過(guò)都是雙核心處理器中最簡(jiǎn)單的類(lèi)型罷了。
需要注意的是,無(wú)論是Pentium D還是Pentium EE,由于都必須依賴(lài)主板北橋芯片來(lái)負(fù)責(zé)兩個(gè)核心之間的協(xié)調(diào)工作,因此必須要特定的主板芯片組才能支持,目前有Intel的945P、945G、945PL、945GZ、955X、975X以及其它芯片組廠(chǎng)商的雙核心芯片組,例如ATI Radeon Xpress 200(RC410)、ATI Radeon Xpress(RXC410)、nVIDIA nForce4 SLI IE、nForce4 SLI XE、nForce4 SLI X16 IE、nForce4 Ultra IE等等。
按照Intel的規(guī)劃,從2006年第三季度開(kāi)始,Pentium D和Pentium EE將逐漸被基于Core架構(gòu)代號(hào)Conroe的雙核心處理器所取代。
二、Core Duo
與Pentium D和Pentium EE所采用的基于獨(dú)立緩存的松散型雙核心處理器耦合方案完全不同的是,2006年初發(fā)布的Core Duo采用的是基于共享緩存的緊密型雙核心處理器耦合方案,其最重要的特征是拋棄了兩個(gè)核心分別具有獨(dú)立的二極緩存的方案,改為采用與IBM的多核心處理器類(lèi)似的兩個(gè)核心共享二級(jí)緩存方案。與獨(dú)立的二級(jí)緩存相比,共享的二級(jí)緩存具有如下優(yōu)勢(shì):
1)二級(jí)緩存的全部資源可以被任何一個(gè)核心訪(fǎng)問(wèn),當(dāng)二級(jí)緩存的數(shù)據(jù)更新之后,兩個(gè)核心并不需要作緩存數(shù)據(jù)同步的工作,工作量相對(duì)減少了,而且極大的降低了緩存數(shù)據(jù)延遲問(wèn)題,這有利于處理器性能的提升。
2)前兩種類(lèi)型的每個(gè)核心的二級(jí)緩存資源都是固定不變的,任何一個(gè)核心都可以根據(jù)工作量的大小來(lái)決定占用多少二級(jí)緩存資源,利用效率相對(duì)于獨(dú)立的二級(jí)緩存得到了極大的提高。
3)有利于降低處理器的功耗??梢园褍蓚€(gè)核心分為“冷核”和“熱核”模式,在工作量較大時(shí)兩個(gè)核心都全速運(yùn)作,而在工作量較小時(shí)則可以讓“冷核”關(guān)閉,進(jìn)入休眠模式,而繼續(xù)運(yùn)作的“熱核”則可以占有全部的二級(jí)緩存資源,相比之下獨(dú)立式緩存就只剩下一半的二級(jí)緩存資源可用了。
Core Duo采用“Smart Cache”共享緩存技術(shù)在兩個(gè)核心之間作協(xié)調(diào)。在Core Duo處理器內(nèi)部,兩個(gè)核心通過(guò)SBR(Share Bus Router,共享資源協(xié)調(diào)器) 共享二級(jí)緩存資源,當(dāng)其中一個(gè)核心運(yùn)算完畢后將結(jié)果存放到二級(jí)緩存中以后,另外一個(gè)核心就可以通過(guò)SBR讀取這些數(shù)據(jù),不但有效解決了二級(jí)緩存資源爭(zhēng)奪的問(wèn)題,與前兩種類(lèi)型相比也不必對(duì)緩存資源作頻繁的同步化操作,而且比起Intel自己早先采用的第一種類(lèi)型需要通過(guò)主板北橋芯片迂回的方法相比,不但大幅度降低了緩存數(shù)據(jù)的延遲,而且還不必占用前端總線(xiàn)資源。另外,SBR還具有“Bandwidth Adaptation”(帶寬適應(yīng))功能,可以對(duì)兩個(gè)核心共享前端總線(xiàn)資源進(jìn)行統(tǒng)一管理和協(xié)調(diào),改善了兩個(gè)核心共享前端總線(xiàn)的效率,減少了不必要的延遲,而且有效避免了兩個(gè)核心之間的沖突。
Smart Cache共享緩存技術(shù)確實(shí)是行之有效的雙核心處理器的高效解決方案,借助于Smart Cache共享緩存技術(shù)Core Duo也體現(xiàn)出了強(qiáng)大的性能,這才是嚴(yán)格意義上的真正的雙核心處理器。Smart Cache共享緩存技術(shù)即將被應(yīng)用到Intel今后所有的雙核心處理器中,例如即將發(fā)布的Merom核心筆記本處理器和Conroe核心的臺(tái)式機(jī)處理器都采用Smart Cache共享緩存技術(shù)。
雖然共享的二級(jí)緩存具有極大的優(yōu)勢(shì),但其技術(shù)要比獨(dú)立的二級(jí)緩存復(fù)雜得多,所以在X86架構(gòu)個(gè)人處理器方面至今仍然只有Core Duo才采用了這一方案。目前Core Duo中用于臺(tái)式機(jī)的主要是T系列的T2300(1.66GHz)、T2400(1.83GHz)、T2500(2.0GHz)和T2600(2.16GHz),都基于65nm制造工藝的Yonah核心,采用667MHz FSB、2MB共享式二級(jí)緩存、改良了的新版Socket 478接口(與以前臺(tái)式機(jī)的Socket 478并不兼容)、都支持硬件防病毒技術(shù)EDB、節(jié)能省電技術(shù)EIST以及虛擬化技術(shù)Intel VT,但其最大的遺憾是不支持64位技術(shù),僅僅只是32位的處理器。目前與臺(tái)式機(jī)Core Duo搭配的主要是Intel 945GT芯片組,當(dāng)然,原用于筆記本的Intel 945GM、945PM、945GMS也能支持Core Duo。
按照Intel的規(guī)劃,從2006年第三季度開(kāi)始,臺(tái)式機(jī)Core Duo將逐漸采用基于Core架構(gòu)的Conroe核心,改用Socket 775接口,主流型號(hào)的前端總線(xiàn)提高到1066MHz FSB,而Extreme Edition加強(qiáng)版則進(jìn)一步提高到1333MHz FSB,并且共享式二級(jí)緩存提高到4MB;只有部分低端型號(hào)才會(huì)繼續(xù)采用800MHz FSB和2MB共享式二級(jí)緩存?;贑ore架構(gòu)的Conroe核心Core Duo將比現(xiàn)在所有的臺(tái)式機(jī)雙核心處理器(包括Yonah核心Core Duo、Pentium D、Pentium EE、Athlon 64 X2和Athlon 64 FX)的性能有大幅度提升,而功耗則進(jìn)一步降低,確實(shí)值得期待。
三、Core 2 Duo和Core 2 Extreme
2006年7月27日,Intel正式發(fā)布了基于Core(酷睿)微架構(gòu)(Core Micro-Architecture)的全新雙核心處理器,包括用于桌面平臺(tái)的采用Conroe核心和Allendale核心的Core 2 Duo和Core 2 Extreme,以及用于移動(dòng)平臺(tái)的采用Merom核心的Core 2 Duo。
Core微架構(gòu)是Intel全平臺(tái)(臺(tái)式機(jī)、筆記本和服務(wù)器)處理器首次采用相同的微架構(gòu)設(shè)計(jì),也是Intel鑒于NetBurst微架構(gòu)的高頻低效高能耗的缺點(diǎn),徹底拋棄以往頻率至上的理念,轉(zhuǎn)而注重能效比的第一次成功嘗試。無(wú)數(shù)的評(píng)測(cè)已經(jīng)證明,Core微架構(gòu)不愧是目前最強(qiáng)大的x86 PC處理器微架構(gòu),其性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)領(lǐng)先于以往所有PC處理器,而功耗又大幅度降低,確實(shí)是目前最強(qiáng)大的PC處理器。Core微架構(gòu)大部分來(lái)自于成功的Yonah微架構(gòu),并結(jié)合了NetBurst微架構(gòu)中的部分先進(jìn)技術(shù),在此基礎(chǔ)上又作出了很多技術(shù)創(chuàng)新,大致有以下幾個(gè)方面。
1、用于桌面平臺(tái)的Conroe核心和Allendale核心Core 2 Duo以及Core 2 Extreme所采用的新技術(shù)有:
1)Intel Wide Dynamic Execution(英特爾多路動(dòng)態(tài)執(zhí)行)----每時(shí)鐘周期可傳遞更多的指令,從而節(jié)省執(zhí)行時(shí)間并提高電源使用效率。Conroe核心為14級(jí)有效流水線(xiàn),每個(gè)內(nèi)核可同時(shí)完成四條完整指令,從而可顯著提升系統(tǒng)性能和能效比。
2)Intel Intelligent Power Capability(英特爾智能功效管理)----旨在提供更高的能效性能,可以單獨(dú)協(xié)調(diào)每?jī)?nèi)核的英特爾增強(qiáng)型Speedstep技術(shù)(Enhance Intel SpeedStep Technology,EIST)和增強(qiáng)型空閑電源管理狀態(tài)轉(zhuǎn)換<Enhanced Halt State (C1E)>以及Intel Thermal Monitor 2(英特爾熱量監(jiān)控器2)過(guò)熱保護(hù)機(jī)制等功耗管理技術(shù),在系統(tǒng)空閑時(shí)通過(guò)把處理器倍頻降低到6倍頻以及降低處理器核心電壓等措施,有助于節(jié)省功耗,降低發(fā)熱量。
3)Intel Smart Memory Access(英特爾智能內(nèi)存訪(fǎng)問(wèn))----通過(guò)降低內(nèi)存延遲提升系統(tǒng)性能,以此來(lái)優(yōu)化可用數(shù)據(jù)帶寬的利用率,以隨時(shí)隨地根據(jù)需求向處理器提供數(shù)據(jù)從而提高整體系統(tǒng)性能。
4)Intel Advanced Smart Cache(英特爾高級(jí)智能高速緩存)----提供性能更好、效率更高的緩存子系統(tǒng)。兩個(gè)內(nèi)核的一級(jí)數(shù)據(jù)緩存之間可以直接交換數(shù)據(jù),并且兩個(gè)內(nèi)核共享二級(jí)高速緩存,可以最大限度地降低內(nèi)存負(fù)荷以減少能耗;并在一個(gè)內(nèi)核閑置時(shí),通過(guò)支持另一個(gè)內(nèi)核利用全部二級(jí)高速緩存來(lái)提升性能。該技術(shù)還為專(zhuān)門(mén)針對(duì)業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的多線(xiàn)程游戲做了優(yōu)化。
5)Intel Advanced Digital Media Boost(英特爾高級(jí)數(shù)字多媒體增強(qiáng)技術(shù))----全面提升了處理器的浮點(diǎn)運(yùn)算能力,將廣泛用于多媒體和顯卡應(yīng)用程序的指令執(zhí)行速度有效地提高一倍,可以擴(kuò)大應(yīng)用范圍,包括超逼真的畫(huà)面和人工智能等功能,從而讓游戲玩家獲得前所未有的更刺激、更過(guò)癮的電腦游戲體驗(yàn)。
另外,值得注意的是,由于Core 2處理器的短流水線(xiàn)特性所帶來(lái)的高效率,曾經(jīng)名噪一時(shí)、在NetBurst微架構(gòu)處理器中被廣泛采用的提升長(zhǎng)流水線(xiàn)處理器效率的超線(xiàn)程技術(shù)(Hyper-Threading Technology)已經(jīng)被徹底拋棄,不再被Core 2處理器所支持。
2、用于移動(dòng)平臺(tái)的Merom核心Core 2 Duo除了具有桌面平臺(tái)Core 2 Duo的全部特性之外,還專(zhuān)門(mén)針對(duì)移動(dòng)平臺(tái)需要低功耗處理器的特點(diǎn)做了優(yōu)化,包括以下幾個(gè)方面:
1)Intel Dynamic Power Coordination(英特爾動(dòng)態(tài)功率調(diào)節(jié))----該技術(shù)能使兩個(gè)內(nèi)核根據(jù)各自的負(fù)荷自動(dòng)切換到相應(yīng)的節(jié)能模式。例如在任務(wù)不重時(shí),可以讓一個(gè)核心以常規(guī)模式運(yùn)行,另一個(gè)核心則進(jìn)入頻率停止模式,從而降低不必要的電能消耗。
2)Intel Dynamic Bus Parking(英特爾動(dòng)態(tài)總線(xiàn)暫停)----支持芯片組在處理器處于低頻模式狀態(tài)時(shí)斷電,延長(zhǎng)電池的使用時(shí)間,從而降低平臺(tái)能耗。
3)Enhanced Intel Deeper Sleep with Dynamic Cache Sizing(支持動(dòng)態(tài)高速緩存大小調(diào)整的增強(qiáng)型英特爾更深度睡眠)----首先,在處理器負(fù)荷不大時(shí),可以關(guān)閉一個(gè)核心以節(jié)省電能,此時(shí)另外一個(gè)核心則能調(diào)用全部二級(jí)緩存;其次,在超深睡眠狀態(tài)下,允許對(duì)整個(gè)處理器停止供電,將處理器運(yùn)作完全停止下來(lái),而一級(jí)緩存和二級(jí)緩存的數(shù)據(jù)則被備份到系統(tǒng)內(nèi)存中,當(dāng)系統(tǒng)被重新激活時(shí),內(nèi)存中的原一級(jí)緩存和一級(jí)緩存?zhèn)浞輸?shù)據(jù)就將直接傳回給處理器,以保證處理器能夠正常恢復(fù)到激活以前的狀態(tài)。
此外,Core 2 Duo還首次在Intel移動(dòng)平臺(tái)上提供了對(duì)64位技術(shù)EM64T的支持。
Core 2 Duo和Core 2 Extreme目前具有以下產(chǎn)品:
1、桌面平臺(tái)(臺(tái)式機(jī)處理器):
Core 2 Duo E6x00系列:
目前有E6300(1.86GHz,2MB二級(jí)緩存)、E6400(2.13GHz,2MB二級(jí)緩存)、E6600(2.4GHz,4MB二級(jí)緩存)和E6700(2.66GHz,4MB二級(jí)緩存)四款產(chǎn)品。其中具有2MB共享式二級(jí)緩存的型號(hào)采用的是Allendale核心,而具有4MB共享式二級(jí)緩存的型號(hào)采用的是Conroe核心,這二者之間的區(qū)別除了在共享式二級(jí)緩存容量上的不同之外,Allendale核心的二級(jí)緩存是8路64Byte,而Conroe核心的二級(jí)緩存則是16路64Byte,所以在頻率相同的情況下,Allendale核心性能會(huì)稍遜于Conroe核心。這四款產(chǎn)品都采用1066MHz FSB、65nm制造工藝、Socket 775接口,都支持硬件防病毒技術(shù)EDB、64位技術(shù)EM64T、節(jié)能省電技術(shù)EIST以及虛擬化技術(shù)Intel VT。
Core 2 Extreme X6x00系列:
目前只有X6800(2.93GHz,4MB二級(jí)緩存)這一款產(chǎn)品。這是Intel目前最頂級(jí)的PC處理器,同樣基于65nm制造工藝的Conroe核心,采用1066MHz FSB、Socket 775接口,支持硬件防病毒技術(shù)EDB、64位技術(shù)EM64T、節(jié)能省電技術(shù)EIST以及虛擬化技術(shù)Intel VT。與Conroe核心的Core 2 Duo相比,技術(shù)特性完全一樣,除了頻率更高之外,唯一的區(qū)別就是Core 2 Extreme沒(méi)有鎖定倍頻,更有利于超頻,目前幾乎所有的PC處理器性能記錄都是用Core 2 Extreme X6800超頻后創(chuàng)造的。
Core 2 Duo E4x00系列:
按照Intel的產(chǎn)品路線(xiàn)圖,即將推出Core 2 Duo E4300(1.8GHz,2MB二級(jí)緩存),采用Allendale核心。與Allendale核心的Core 2 Duo E6x00相比,除了前端總線(xiàn)被降低到800MHz FSB以及不支持虛擬化技術(shù)Intel VT之外,其它的技術(shù)特性和參數(shù)都完全相同。
在所支持的主板芯片組方面,按照Intel的說(shuō)明,只有Intel 975X、P965、Q965、Q963、946PL和946GZ才支持Core 2 Duo,并且只有975X和P965才支持Core 2 Extreme。但實(shí)際上目前所有支持Intel雙核心處理器的芯片組應(yīng)該都能支持Core 2 Duo和Core 2 Extreme,只是主板供電模塊必須要符合Core 2處理器的供電規(guī)范,目前支持Core 2處理器的945G、945P、945PL、945GZ甚至865G主板都已經(jīng)上市了。值得注意的是,由于946PL和946GZ只支持800MHz FSB,所以只支持還未正式發(fā)布的Core 2 Duo E4x00系列,不能使用Core 2 Duo E6x00系列。另外,其它第三方芯片組廠(chǎng)商的部分芯片組,例如nVIDIA nForce 590 SLI IE、nVIDIA nForce 570 SLI IE、nVIDIA nForce 570 Ultra IE以及VIA P4M900等等也能支持Core 2處理器。
2、移動(dòng)平臺(tái)(筆記本處理器)
Core 2 Duo T7x00系列:
目前有T7200(2.0GHz)、T7400(2.16GHz)和T7600(2.33GHz)三款產(chǎn)品,都基于65nm制造工藝的Merom核心,4MB共享式二級(jí)緩存,采用667MHz FSB、2MB共享式二級(jí)緩存、改良了的新版Socket 478接口(與以前臺(tái)式機(jī)的Socket 478并不兼容)或Socket 479接口、都支持硬件防病毒技術(shù)EDB、節(jié)能省電技術(shù)EIST、虛擬化技術(shù)Intel VT以及64位技術(shù)EM64T。
Core 2 Duo T5x00系列:
目前有T5500(1.66GHz)和T5600(1.83GHz)兩款產(chǎn)品,同樣基于65nm制造工藝的Merom核心、667MHz FSB,與Core 2 Duo T7x00系列相比,除了共享式二級(jí)緩存降低到2MB之外,其它的技術(shù)特性和參數(shù)都完全相同。
在所支持的主板芯片組方面,目前支持Yonah核心Core Duo的945系列移動(dòng)芯片組,包括Intel 945PM、945GM、945GMS都能支持Merom核心Core 2 Duo,臺(tái)式機(jī)芯片組945GT也能支持Merom核心Core 2 Duo,只需要更新主板BIOS即可。在推出第四代迅馳平臺(tái)Santa rosa時(shí),Core 2 Duo會(huì)升級(jí)到800MHz FSB,而主板芯片組也會(huì)相應(yīng)的變更為965系列移動(dòng)芯片組。
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