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频率时代终结?

2004-02-11 eNet&Ciweek

  一、不一样的2.8GHz
  2004年,Intel会推出几款2.8GHz的桌面型CPU呢?答案是9种。

  在Pentium 4/Celeron家族中,以CPU内核/FSB种类/封装方式/二级缓存大小等因素区分,同样是2.8GHz主频的CPU出现在市场上将有9种之多!把它们从高端到低端进行排列比较来看,还是蛮有趣的。

  性能最高的一款是LGA775封装的Pentium 4(Prescott),2.8GHz主频,制造工艺为0.09微米,FSB(前端总线)为800MHz,二级缓存达到1MB,还支持扩展版的HT(超线程Hyper-Threading)。与之相对,最低端的一款产品将是Celeron(Northwood内核)2.8GHz CPU,0.13微米工艺,采用μPGA478封装,FSB为400MHz,二级缓存仅有128KB,也不支持HT技术。也就是说,同样是2.8GHz CPU,这两款CPU的二级缓存从高到低可以相差8倍,FSB也有两倍的差距,而且还存在HT的支持与否,这些规格构成了CPU性能巨大的差异。

  除了CPU本身有区别外,支持的芯片组也大相径庭。如使用LGA775版的Pentium 4,肯定会使用支持PCI Express的新芯片组(仅限于使用Intel芯片组),而老式的μPGA478封装的Celeron,则还用从前的那些芯片组。这样一来,系统整体性能也会产生巨大的差别。换言之,Intel生产的同主频CPU,由于CPU主频以外的部分大不相同,因而CPU整体性能会产生重大区别。

  这意味着什么呢?也就是说,我们迎来了“靠CPU主频来判断CPU性能差别”时代的终结!造成这种巨变的原因也很清楚,而就是CPU主频增长的势头开始放缓!

  二、Intel CPU的主频变化
  Pentium 4的主频在2001年、2002年曾以平均每年50%的高速度提升。其结果是,2000年年末Intel CPU最高主频才到1.5GHz,到了2001年年末就达到了2GHz,进而2002年末达到了3.06GHz!与此同时,CPU生产工艺也从0.18微米迅速转向了0.13微米。两年时间里,Intel桌面型CPU主频转眼就翻了一番。

  然而,进入2003年,Pentium 4的主频增长势头却戛然而止。2002年末达到了3.06GHz,过了一年,即今年年末,这个数字才更新到了3.2GHz。也就是说,这一年里面,CPU主频增长不到10%!据估计,2004年Intel恢复主频疯涨的势头可能性不大,即使到2004年末Prescott内核的CPU主频可以达到4GHz左右,但一年时间内CPU的主频也仅有25%的增长速度。

  因此,我们通过分析上述数据可以看出来,Pentium 4 CPU的主频增长速度以2002年年底为分界线,出现了明显的停顿。正是由于主频增长的势头放缓,才会产生如今Intel在“CPU主频以外的部分上做文章”的新动向。

  更需要注意的是Celeron的主频增长。这个问题说起来稍微复杂些。虽说都是台式机CPU,但这几年Celeron的主频增长速度就没有Pentium 4那种幅度的增速衰减。2002年年末到2003年年末,Celeron的主频还是差不多增长了1.2倍。这样带来了什么结果呢?由于同时期Pentium 4的主频增长几近停顿,使得Pentium 4和Celeron两个产品线间的主频差距变得越来越小。

  举例来说,2001年年末Pentium 4的最高主频和Celeron最低主频分别是2GHz和900MHz,两者间有1倍以上的差距,这个差距一般来说能够保持在0.8倍以上。然而到了现在(2003年年末),这个差距是3.2GHz vs 2.3GHz,只有0.4倍了。也就是说,Pentium 4和Celeron之间,从前那种决定性的主频差距正在削弱。

  这种情况所带来的结果,就是眼下Pentium商标和Celeron商标的CPU的主频在很大范围内发生了重叠,这在三年前可是没有过的。而到了现在,除了3GHz以上的市场仅有Pentium 4的身影以外,3GHz以下(比如2.53GHz~2.8GHz)Pentium 4和Celeron在主频上完全重叠。换而言之,光靠主频,已经渐渐无法区分Pentium 4和Celeron了。

  
  三、主频增长受阻的原因
  为什么Pentium 4和Celeron的主频差距会缩小呢?

  首先,CPU广告宣传里性能指数上的主频并不是真正的工作主频。据Centaur Technology公司的C.J. Holthaus先生解释说:“CPU实际工作主频上限叫做Speedpath,除此之外还有一个是销售时候说的‘Guardband’。Guardband本身就是市场需求产生的指标,Intel为了适应市场上对低档次主频CPU的需求,必要的时候把Guardband降低到一个指定的级别出货。”也就是说,从前实际上能在1.1GHz工作的CPU,为了满足低价格CPU销售的需求,故意把部分产品的Guardband降低到900MHz来销售。而现在,这种降低Guardband的做法据估计已经没有了。

  从前竞争不激烈的时候,Intel有余力故意降低Guardband来满足市场。而如今,在AMD这个竞争对手的面前,再也无法“潇洒”起来,只好放弃Guardband上的小把戏。然而,比市场经营方面的原因影响更大的还是主频上不去的这个问题。造成这个问题的最大原因,还是散热──消耗电力这一点。

  例如,Intel早就有在Prescott这个体系结构上达到主频5GHz这一规划。可是,2004年向这个目标逼近的步伐却很迟缓。病根就在于Prescott内核的TDP(Thermal Design Power,热量设计功耗)据推算将远超过预想。换言之,Prescott虽然在体系结构上还有主频上升的空间,但由于散热问题处理不好,主频可能无法进一步上升了。由于Prescott主频上升受阻,连带着现在的Pentium 4(Northwood内核)的主频也难以上升。

  估计目前Intel生产的的Nothwood内核的Pentium 4当中,3.4GHz版CPU已经占了很大一部分。按照预计明年2月才将推出的Intel Pentium 4 (Northwood) 3.4 GHz CPU,其实完全可以更早上市。之所以要像现在这样压着不放行,还是因为原定计划中3.4GHz以上的主频应该交由Prescott内核发展,从而特意强调新CPU内核的性能。如今Prescott内核的主频上不去,就只有暂时压一压Northwood内核新产品的发售节奏来赢得时间了。总而言之,Intel CPU的主频上升幅度,已经彻底放慢。

  因此,Intel就不得不对主频以外的其他部分加以强化。如果不这么做,就无法给CPU高端市场的CPU追加附加价值。最有代表性的,就是面向最高端用户的超高价格的Pentium 4 Extreme Edition(简称P4 EE)的产生。所以,Prescott内核也不像过去的那些新CPU一样,一味地通过高主频来开拓市场,而是和老的Northwood内核有一定的主频重叠。Northwood内核与Prescott内核不是通过主频的差异而是靠性能来区别。

  综上所述,同一个Pentium 4/Celeron家族里,成员将会不断增加。2004年中,Intel CPU将会有3种不同的内核,5种不同的二级缓存容量,两种不同的封装,3种不同的FSB,还有HT支持与否等差异。这种种的差异排列组合起来,呈现在用户面前的将会有11个系列的产品;如果再算上主频的差别,将有41种CPU!

  由此可见,主频已经不再成为确定CPU性能的决定性因素了,只不过是性能参数中小小的一部分而已。单单靠主频区别CPU的时代似乎已经终结……



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