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2008-03-12 23:19 出处:PConline原创 作者:流浪 责任编辑:hansong
1前言:看似非常简单的数学理论回顶部

 

前言:看似非常简单的数学理论

  相信就连小学生都清楚的问题,现在要通过评测来呈现给大家,这可能对于经常浏览我们网站的网友来说有些搞笑。的确,科技在不断的发展,CPU核心的数量也在成一个几何倍数在不断的翻倍,很多消费者目前还仍不清楚,究竟单核、双核、三核乃至更多核心的处理器,它们之间究竟存在什么样子的性能差异呢?

  “1<2<3<4”这个看似非常简单的不等式在多核心处理器面前依然可行吗?带着这些疑问,以及对多核心处理器的未来和定位,笔者绝对来个非常规的评测。正是出于这样一个考虑,笔者将目前市场上4款比较有代表性的AMD处理器进行对比。看看在同等的环境中,单核、双核、三核和四核处理器之间究竟存在多少性能差异。尤其,对于仍无法对多核心处理器有着明确定位的朋友来说,还可以通过本篇评测可以更加明确多核心处理器存在何种差异了。

AMD

  当摩尔定律闪耀全球时,CPU领域迎来了一个全新的时代——CPU终于正式告别单核心时代,正式开始转向双核心。但是在这样的情况下,摩尔定律仍然维持着它的威力。但是性能的改善已经告别单纯只有提高CPU的时钟频率一种方法,核心数量的增加成为了CPU性能改善的重要因素。在这样的背景下,虽然CPU的频率的的增长开始放缓,但是总体的理论性能仍然还说成倍增长。

AMD

  在复杂的软件应用的挑战之下,单纯使用当核心处理器无疑显得有点应付不及。多任务往往会超过CPU的应用范围,大量时间浪费在排队等候处理的过程,极大的降低了性能。在之前对于需要同时处理多个任务的环境中,在双核心问世之前,更多的是采用被称为SMP的多处理器技术来提高性能,其后Intel的超线程技术也是另外一个解决方法。但是多核心技术的出现,可以让计算机在更小的空间内获得对应的甚至是更好的性能。对于同时运行多个应用程序的计算机,多核心技术必定可以提高系统的效率和应用程序的性能。

2单核时代:处理器发展的初级萌芽阶段回顶部

一.单核时代:处理器发展的初级萌芽阶段

Spider

  AMD速龙 处理器在1999年的成功推出标志着AMD终于实现了自己的目标:设计和生产一款业界领先、自行开发、兼容Microsoft Windows的处理器。AMD首次推出了一款能够采用针对AMD处理器进行了专门优化的芯片组和主板、业界领先的处理器。AMD速龙 处理器将继续为该公司和整个行业创造很多新的记录,其中包括第一款达到历史性的1GHz(1000MHz)主频的处理器,这使得它成为了行业发展历史上最著名的处理器产品之一。AMD速龙 处理器和基于AMD速龙 处理器的系统已经获得了全球很多独立刊物和组织颁发的100多项著名大奖。

  此外,1995年,AMD和NexGen两家公司的高层主管首次会面,探讨了一个共同的梦想:创建一种能够在市场中再次引入竞争的微处理器系列。这些会谈促使AMD在1996年收购了NexGen公司,并成功地推出了AMD-K6II处理器。AMD-K6II处理器不仅实现了这些起点很高的目标,而且可以充当一座桥梁,帮助AMD推出它的下一代AMD 速龙 处理器系列,这标志着AMD公司真正的走向成功。

3双核时代:多核心处理器发展的必经之路回顶部

二.双核时代:多核心处理器发展的必经之路

spider

AMD的双核心处理器有如下一些特性:

  • 一个内核连接 2 个 CPU 核心,每个核心各自拥有1MB或者512KB的高速二级缓存,二级缓存大小由处理器的PR值决定。
  • 兼容目前的Socket939处理器插座,可以方便使用在目前的主板上。
  • 需要在目前的主板上使用,仅需要更新BIOS
  • 两个 CPU 核心共享6.4GB/s的内存带宽

  AMD的双核心处理器使用统一的内存控制器,而CPU负荷则会根据CPU的System Requet Queue进行动态分配,这一举动可以有效的均衡CPU之间的负载平衡。不过实际上,这一点在实际的测试中跟理论上有点差别。

  AMD的双核心方案面临一个重要的问题,就是随着第二核心的出现,对内存与I/O带宽的资源将会出现争夺,如何解决好这个问题是AMD双核心处理器的性能的关键问题之一。AMD信引入了Crossbar控制器,这个全新的控制器结合优化的系统请求队列,可以有效的降低这个问题的危害性。AMD处理器集成的内存控制器在进化到双核心时代表现出来的优势更加明显,低延时的内存控制器使得对CPU的缓存的依赖也大幅减少,在这样的情况下,在日后过渡到多核心的时候,需要考虑的问题更多的是基于各个核心之间的连接。

  此外由于考虑兼容性,双核心处理器仍旧使用939/940的针脚,这样的情况也就使得内存总线带宽仍旧仅有6.4GB/S,不过不同的是,现在这6.4GB/s的带宽由两个核心共享,要解决这个矛盾,只能使用全新的针脚设计,DDR2或许是一个不错的选择。不过也是这个原因,目前的双核心AMD处理器可以使用在目前的主板上,用户仅需要做的是升级BIOS。针脚的兼容性无疑很好的保护了用户的投资。

  处理器的功耗主要由晶体管数量与时钟速度决定,而双核心意味着处理器内部的晶体管数量大幅飚升。在这样的情况下,为了维持较低的功耗,CPU只能为了降低功耗而采用较低的时钟速度。这也是为什么Intel的双核心处理器的频率并不高的原因之一,要知道Intel的Prescott核心的热量非常厉害。不过双核心的出现使得CPU的散热效果获得一定的改进,两个发热的核心可以使得CPU的盖子的效率更加提高了。实际上,双核心的Athlon64处理器并不热。

4三核时代:生存与挑战并存的非常规产物回顶部

三.三核时代:生存与挑战并存的非常规产物

780G

  遗憾的是,这款处理器仍然是B2版本,并没有解决羿龙TLB的BUG问题,这让很多期盼B3版的A饭们略显有些失望。

   Phenom 8600依然秉承Phenom 9000系列处理器设计,在原生四核心基础上屏蔽掉一个核心,并且加上代K8原生双核处理器所没有的是三级缓存,同时被三颗核心共享使用。另外,每颗核心都拥有独立的一级和二级缓存,容量分别是128KBytes(64 + 64)x 3和512KBytes x 3。

  过去一年,AMD在高端领域仍然由 K8架构坚守,全新K10架构未能达到预期目的。尽管如此AMD依旧对真四核架构充满了信心,希望以自身灵活的多核架构来迎接intel更加猛烈的挑战。于是我们看到了基于三核心架构的Phenom火速推出,它的目的非常明确:通过田忌赛马的策略来抢占中端市场份额,来应对Intel来势凶猛的45nm双核心处理器。

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四.四核时代:真正多核心时代的开始

Phenom全国首测

  对于一款新的处理器来说,处理器架构的改变才是提升性能的根本原因。相比之前的老K7,K8在架构方面做了充分的优化,而且还加入内存控制在处理器内部,从而进一步的提升了CPU的性能。但是业内人士也认为K8的架构是当时最先进的处理器架构。时过境迁,随着四年光阴的流逝,K8的架构优势已经不再明显,将会被更先进的架构所取代。这次“Phenom”在架构方面又有了不少改进。

  “Phenom”在SSE指令执行位宽上有了很大的突破,被AMD称为SSE128。在K8架构处理器中,两个SSE指令是并行处理的,SSE执行单元只有64-bits宽度,一个128-bit SSE指令操作,它不得不分割成两个64-bit指令操作,同样的一个128-bit SSE指令被获取后,它被首先解码成两个微操作,这会给这个指令带来多余的解码部分,效率上可想而知。其实128-bits带宽的SSE执行单元这样的结构,Intel Core2框架就已经这样做了。

  真正意义上的四核心——“Phenom”问世。AMD官方称,最新上市的“Phenom X4 9xxx”才是真正意义上的四核心处理器。这样从双核到四核的真假多核心大战将要再次打响。但是AMD为什么会说自己才是真正的四核心呢?答案很简单,“Phenom X4 9xxx”拥有四个独立的核心,而并非所谓的两个双核核心封装在一起。“Phenom X4 9xxx”每个核心都有自己独立的二级缓存,同时四个核心还具有2MB共享的三级缓存。

6评测平台介绍回顶部

五.评测平台介绍

测试平台
CPU

AMD 90nm AM2  A64 3000+ @1.8G

AMD 65nm AM2 A64 X2 4400+ @2.3G

AMD 65nm AM2+ Phenom 8600 @2.3G

AMD 65nm AM2+ Phenom 9600 @2.3G

主板

AMD 790FX+SB600

内存

DDR2-1066 1024 MB x 2(实际运行 DDR2 800)

硬盘

希捷 7200.10 320G

显卡

 GeForce 8800 Ultra

软件平台
系统软件

WindowsXP Professional SP2 英文版 + DirectX 9.0C

驱动程序

nVidia ForceWare 驱动 169.09

测试软件

 

  • Super PI MOD-1.4 English
  • Everest
  • WinRAR
  • CineBench R10
  • Futuremark 3DMark 2006 Ver:102
  • Doom3
  • Half Life2

  除单核心的3000+外,其他处理器均采用了2.3G主频进行对比评测。由于AMD主流的单核处理器并无主频为2.3G产品,因此在此次评测中仅仅使用了主频为1.8G的A64 3000+作为对比的参照。

7评测内容:CPU理论性能测试回顶部

六.评测内容:CPU理论性能测试

AMD

  SuperPI是由东京大学Kanada Lab.所制作的一款通过计算圆周率的来检测处理器性能的工具,在测试里面可以有效的反映包括CPU在内的运算性能。在玩家群中,Super PI更是一个衡量CPU性能的标尺之一。

AMD

  Everest作为一个系统检测软件,其前身是Aida32,它可以详细的显示出PC每一个方面的信息。支持上千种(3400+)主板,支持上百种(360+)显卡,支持对各式各样的处理器的侦测。软件自带的Memory Latency测试,可以通过对内存延时的测试,直观显示出内存子系统的效能。

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七.评测内容:CPU多线程性能测试

AMD

  CINEBENCH R10为目前最新版的Cinebench系列测试软件,它采用了3D设计软件CINEMA 4D的3D引擎,可以用来评测显示卡、处理器的效能。

AMD

  WinRAR作为一款目前非常流行的压缩软件,我们使用了它内置的测试功能。测试的结果可以有效的反映CPU的性能。

 

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八.评测内容:CPU 3D性能测试(3DMark)

AMD

AMD

AMD

  3Dmark06的几个场景令人印象深刻,原深居峡谷的白龙变得幻彩夺目,特别是在阳光的照射下更显状观,鳞片细节和颜色变化莫测,水波纹更加细腻真实。此外“极地深寒”场景是全新开发的Game Test,我们可在寒冷的极地中看到一天日出日落情景,随着太阳在空中慢慢滑过,物体阴影的会随太阳移动而变化。“极地深寒”场影同样使用了FutureMark非常自豪的CSM技术。

10评测内容:CPU 3D性能测试(游戏)回顶部

九.评测内容:CPU 3D性能测试(游戏)

AMD

  Half Life 2是今天的游戏技术先头部队的另一半,与Doom 3并驾齐驱。虽然它可能不像它的对手那样阴沉和渲染得夸张,但它的渲染技术是令人敬畏的,就像它出众的设计和完全和谐的物理引擎一样。

AMD

  OpenGL的巨作DOOM III,Doom III引擎惊人的逼真度基本上依靠两个特性:一个现实的物理引擎和一个统一的照明方案,后者整合了详细的凹凸映射和测定体积的阴影。

11PConline评测室总结回顶部

PConline评测室总结:

  频率已经不是衡量处理器性能的唯一标尺,当处理器的频率进入了“G”时代后,频率对于处理器综合性能的影响力开始减弱;在这种情况下,双核/多核技术便成为目前提升处理器性能的另一种解决方案。在四核方案代价昂贵的情况下,性价比更高的三核方案或许是目前最好的多核方案选择。

  从最终的评测成绩我们也可以看出,AMD的多核心处理器的发展路线完全符合历史规律。正是如此全面的发展,才使得AMD的产品线更加齐全,抛开竞争对手而言。AMD的产品线已经趋于立体话,尤其在中低端的产品更是涵盖整合的产品线。,其中尤其以三核心的羿龙处理器最为热门。从三核心羿龙的上市,我们也可以看出AMD在中端CPU市场的发展策略,在高端四核心处理器市场失守让AMD不得不重新调整中端和低端市场策略,三核羿龙上市很明显就是针对Intel如日中天的45nm产品E8000系列双核心产品。

CPU

  随着双核CPU价格的更加低廉,使得很多消费者都开始趋向于双核处理器的选择,同时通过本次评测我们也可以看出,单核和双核之间的差距还是非常明显的,即使现在单核仍然能够满足大家的基本需要,但是对于日后的长期发展来说,双核仍然是必不可少的……

  四核心将是高端市场发展的一大亮点之一,无论是对于AMD还是Intel来说都是非常看重这个高端市场。虽然,日后还将会出现更高端的六核心甚至八核心处理器,但是在这些处理器还未上市之前,四核心仍然是目前最高端的象征。从性能方面来看也是如此,四核无论是在规格还是在性能方面都要领先于三核和双核。

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