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为了便于CPU设计、生产、销售的管理,CPU制造商会对各种CPU核心给出相应的代号,这也就是所谓的CPU核心类型。
不同的CPU(不同系列或同一系列)都会有不同的核心类型(例如Pentium4的Northwood,Willamette以及K6…2的CXT和K6…2+的ST…50等等),甚至同一种核心都会有不同版本的类型(例如Northwood核心就分为B0和C1等版本),核心版本的变更是为了修正上一版存在的一些错误,并提升一定的性能,而这些变化普通消费者是很少去注意的。每一种核心类型都有其相应的制造工艺(例如0。25um、0。18um、0。13um以及0。09um等)、核心面积(这是决定CPU成本的关键因素,成本与核心面积基本上成正比)、核心电压、电流大小、晶体管数量、各级缓存的大小、主频范围、流水线架构和支持的指令集(这两点是决定CPU实际性能和工作效率的关键因素)、功耗和发热量的大小、封装方式(例如S。E。P、PGA、FC…PGA、FC…PGA2等等)、接口类型(例如Socket370,SocketA,Socket478,SocketT,Slot1、Socket940等等)、前端总线频率(FSB)等等。因此,核心类型在某种程度上决定了CPU的工作性能。
一般说来,新的核心类型往往比老的核心类型具有更好的性能(例如同频的Northwood核心Pentium41。8AGHz就要比Willamette核心的Pentium41。8GHz性能要高),但这也不是绝对的,这种情况一般发生在新核心类型刚推出时,由于技术不完善或新的架构和制造工艺不成熟等原因,可能会导致新的核心类型的性能反而还不如老的核心类型的性能。例如,早期Willamette核心Socket423接口的Pentium4的实际性能不如Socket370接口的Tualatin核心的PentiumIII和赛扬,现在的低频Prescott核心Pentium4的实际性能不如同频的Northwood核心Pentium4等等,但随着技术的进步以及CPU制造商对新核心的不断改进和完善,新核心的中后期产品的性能必然会超越老核心产品。
CPU核心的发展方向是更低的电压、更低的功耗、更先进的制造工艺、集成更多的晶体管、更小的核心面积(这会降低CPU的生产成本从而最终会降低CPU的销售价格)、更先进的流水线架构和更多的指令集、更高的前端总线频率、集成更多的功能(例如集成内存控制器等等)以及双核心和多核心(也就是1个CPU内部有2个或更多个核心)等。CPU核心的进步对普通消费者而言,最有意义的就是能以更低的价格买到性能更强的CPU。
在CPU漫长的历史中伴随着纷繁复杂的CPU核心类型,以下分别就IntelCPU和AMDCPU的主流核心类型作一个简介。主流核心类型介绍(仅限于台式机CPU,不包括笔记本CPU和服务器/工作站CPU,而且不包括比较老的核心类型)。
INTELCPU的核心类型
Northwood
这是目前主流的Pentium4和赛扬所采用的核心,其与Willamette核心最大的改进是采用了0。13um制造工艺,并都采用Socket478接口,核心电压1。5V左右,二级缓存分别为128KB(赛扬)和512KB(Pentium4),前端总线频率分别为400/533/800MHz(赛扬都只有400MHz),主频范围分别为2。0GHz到2。8GHz(赛扬),1。6GHz到2。6GHz(400MHzFSBPentium4),2。26GHz到3。06GHz(533MHzFSBPentium4)和2。4GHz到3。4GHz(800MHzFSBPentium4),并且3。06GHzPentium4和所有的800MHzPentium4都支持超线程技术(Hyper…ThreadingTechnology),封装方式采用PPGAFC…PGA2和PPGA。按照Intel的规划,Northwood核心会很快被Prescott核心所取代。
Prescott
这是Intel最新的CPU核心,目前还只有Pentium4而没有低端的赛扬采用,其与Northwood最大的区别是采用了0。09um制造工艺和更多的流水线结构,初期采用Socket478接口,以后会全部转到LGA775接口,核心电压1。25…1。525V,前端总线频率为533MHz(不支持超线程技术)和800MHz(支持超线程技术),主频分别为533MHzFSB的2。4GHz和2。8GHz以及800MHzFSB的2。8GHz、3。0GHz、3。2GHz和3。4GHz,其与Northwood相比,其L1数据缓存从8KB增加到16KB,而L2缓存则从512KB增加到1MB,封装方式采用PPGA。按照Intel的规划,Prescott核心会很快取代Northwood核心并且很快就会推出Prescott核心533MHzFSB的赛扬。
Smithfield
这是Intel公司的第一款双核心处理器的核心类型,于2005年4月发布,基本上可以认为Smithfield核心是简单的将两个Prescott核心松散地耦合在一起的产物,这是基于独立缓存的松散型耦合方案,其优点是技术简单,缺点是性能不够理想。目前PentiumD8XX系列以及PentiumEE8XX系列采用此核心。Smithfield核心采用90nm制造工艺,全部采用Socket775接口,核心电压1。3V左右,封装方式都采用PLGA,都支持硬件防病毒技术EDB和64位技术EM64T,并且除了PentiumD8X5和PentiumD820之外都支持节能省电技术EIST。前端总线频率是533MHz(PentiumD8X5)和800MHz(PentiumD8X0和PentiumEE8XX),主频范围从2。66GHz到3。2GHz(PentiumD)、3。2GHz(PentiumEE)。PentiumEE和PentiumD的最大区别就是PentiumEE支持超线程技术而PentiumD则不支持。Smithfield核心的两个核心分别具有1MB的二级缓存,在CPU内部两个核心是互相隔绝的,其缓存数据的同步是依靠位于主板北桥芯片上的仲裁单元通过前端总线在两个核心之间传输来实现的,所以其数据延迟问题比较严重,性能并不尽如人意。按照Intel的规划,Smithfield核心将会很快被Presler核心取代。
CedarMill
这是Pentium46X1系列和CeleronD3X2/3X6系列采用的核心,从2005末开始出现。其与Prescott核心最大的区别是采用了65nm制造工艺,其它方面则变化不大,基本上可以认为是Prescott核心的65nm制程版本。CedarMill核心全部采用Socket775接口,核心电压1。3V左右,封装方式采用PLGA。其中,Pentium4全部都为800MHzFSB、2MB二级缓存,都支持超线程技术、硬件防病毒技术EDB、节能省电技术EIST以及64位技术EM64T;而CeleronD则是533MHzFSB、512KB二级缓存,支持硬件防病毒技术EDB和64位技术EM64T,不支持超线程技术以及节能省电技术EIST。CedarMill核心也是Intel处理器在NetBurst架构上的最后一款单核心处理器的核心类型,按照Intel的规划,CedarMill核心将逐渐被Core架构的Conroe核心所取代。
Presler
这是PentiumD9XX和PentiumEE9XX采用的核心,Intel于2005年末推出。基本上可以认为Presler核心是简单的将两个CedarMill核心松散地耦合在一起的产物,是基于独立缓存的松散型耦合方案,其优点是技术简单,缺点是性能不够理想。Presler核心采用65nm制造工艺,全部采用Socket775接口,核心电压1。3V左右,封装方式都采用PLGA,都支持硬件防病毒技术EDB、节能省电技术EIST和64位技术EM64T,并且除了PentiumD9X5之外都支持虚拟化技术IntelVT。前端总线频率是800MHz(PentiumD)和1066MHz(PentiumEE)。与Smithfield核心类似,PentiumEE和PentiumD的最大区别就是PentiumEE支持超线程技术而PentiumD则不支持,并且两个核心分别具有2MB的二级缓存。在CPU内部两个核心是互相隔绝的,其缓存数据的同步同样是依靠位于主板北桥芯片上的仲裁单元通过前端总线在两个核心之间传输来实现的,所以其数据延迟问题同样比较严重,性能同样并不尽如人意。Presler核心与Smithfield核心相比,除了采用65nm制程、每个核心的二级缓存增加到2MB和增加了对虚拟化技术的支持之外,在技术上几乎没有什么创新,基本上可以认为是Smithfield核心的65nm制程版本。Presler核心也是Intel处理器在NetBurst架构上的最后一款双核心处理器的核心类型,可以说是在NetBurst被抛弃之前的最后绝唱,以后Intel桌面处理器全部转移到Core架构。按照Intel的规划,Presler核心从2006年第三季度开始将逐渐被Core架构的Conroe核心所取代。
Yonah
目前采用Yonah核心CPU的有双核心的CoreDuo和单核心的CoreSolo,另外CeleronM也采用了此核心,Yonah是Intel于2006年初推出的。这是一种单/双核心处理器的核�