介紹 為了便於CPU設計、生產、銷售的管理,CPU製造商會對各種CPU核心給出相應的代號,這也就是所謂的
CPU核心類型 。
不同的CPU(不同系列或同一系列)都會有不同的核心類型(例如Pentium 4的Northwood,Willamette以及K6-2的CXT和K6-2+的ST-50等等),甚至同一種核心都會有不同版本的類型(例如Northwood核心就分為B0和C1等版本),核心版本的變更是為了修正上一版存在的一些錯誤,並提升一定的性能,而這些變化普通消費者是很少去注意的。每一種核心類型都有其相應的製造工藝(例如0.25um、0.18um、0.13um以及0.09um等)、核心面積(這是決定CPU成本的關鍵因素,成本與核心面積基本上成正比)、核心電壓、電流大小、電晶體數量、各級
快取 的大小、主頻範圍、流水線架構和支持的
指令集 (這兩點是決定CPU實際性能和工作效率的關鍵因素)、功耗和發熱量的大小、
封裝方式 (例如S.E.P、PGA、FC-PGA、FC-PGA2等等)、接口類型(例如Socket 370,Socket A,Socket 478,Socket T,Slot 1、Socket 940等等)、
前端匯流排頻率 (FSB)等等。因此,核心類型在某種程度上決定了CPU的工作性能。
一般說來,新的核心類型往往比老的核心類型具有更好的性能(例如同頻的Northwood核心Pentium 4 1.8A GHz就要比Willamette核心的Pentium 4 1.8GHz性能要高),但這也不是絕對的,這種情況一般發生在新核心類型剛推出時,由於技術不完善或新的架構和製造工藝不成熟等原因,可能會導致新的核心類型的性能反而還不如老的核心類型的性能。例如,早期Willamette核心Socket 423接口的Pentium 4的實際性能不如Socket 370接口的Tual
ati n核心的Pentium III和
賽揚 ,現在的低頻Prescott核心Pentium 4的實際性能不如同頻的Northwood核心Pentium 4等等,但隨著技術的進步以及CPU製造商對新核心的不斷改進和完善,新核心的中後期產品的性能必然會超越老核心產品。
CPU核心的發展方向是更低的電壓、更低的功耗、更先進的製造工藝、集成更多的電晶體、更小的核心面積(這會降低CPU的生產成本從而最終會降低CPU的銷售價格)、更先進的流水線架構和更多的
指令集 、更高的
前端匯流排頻率 、集成更多的功能(例如集成記憶體控制器等等)以及雙核心和
多核心 (也就是1個CPU內部有2個或更多個核心)等。CPU核心的進步對普通消費者而言,最有意義的就是能以更低的價格買到性能更強的CPU。
在CPU漫長的歷史中伴隨著紛繁複雜的
CPU核心類型 ,以下分別就Intel CPU和AMD CPU的主流核心類型作一個簡介。主流核心類型介紹(僅限於台式機CPU,不包括筆記本CPU和伺服器/
工作站 CPU,而且不包括比較老的
核心類型)。
英特爾核心 這也就是大名鼎鼎的“圖拉丁”核心,是Intel在Socket 370架構上的最後一種[WIKI]CPU[/WIKI]核心,採用0.13um製造工藝,
封裝方式 採用FC-PGA2和PPGA,核心電壓也降低到了1.5V左右,主頻範圍從1GHz到1.4GHz,
外頻 分別為100MHz(
賽揚 )和133MHz(Pentium III),
二級快取 分別為512KB(Pentium III-S)和256KB(Pentium III和賽揚),這是最強的Socket 370核心,其性能甚至超過了早期低頻的Pentium 4系列[WIKI]CPU[/WIKI]。
英特爾處理器 Willamette
這是早期的Pentium 4和P4賽揚採用的核心,最初採用Socket 423接口,後來改用Socket 478接口(賽揚只有1.7GHz和1.8GHz兩種,都是Socket 478接口),採用0.18um製造工藝,
前端匯流排頻率 為400MHz, 主頻範圍從1.3GHz到2.0GHz(Socket 423)和1.6GHz到2.0GHz(Socket 478),
二級快取 分別為256KB(Pentium 4)和128KB(賽揚),注意,另外還有些型號的Socket 423接口的Pentium 4居然沒有二級快取!核心電壓1.75V左右,
封裝方式 採用Socket 423的PPGA INT2,PPGA INT3,OOI 423-pin,PPGA FC-PGA2和Socket 478的PPGA FC-PGA2以及賽揚採用的PPGA等等。Willamette核心製造工藝落後,發熱量大,性能低下,已經被淘汰掉,而被Northwood核心所取代。
Northwood
這是目前主流的Pentium 4和
賽揚 所採用的核心,其與Willamette核心最大的改進是採用了0.13um製造工藝,並都採用Socket 478接口,核心電壓1.5V左右,二級快取分別為128KB(賽揚)和512KB(Pentium 4),
前端匯流排頻率 分別為400/533/800MHz(賽揚都只有400MHz),主頻範圍分別為2.0GHz到2.8GHz(賽揚),1.6GHz到2.6GHz(400MHz FSB Pentium 4),2.26GHz到3.06GHz(533MHz FSB Pentium 4)和2.4GHz到3.4GHz(800MHz FSB Pentium 4),並且3.06GHz Pentium 4和所有的800MHz Pentium 4都
支持超執行緒技術 (Hyper-Threading Technology),
封裝方式 採用PPGA FC-PGA2和PPGA。按照Intel的規劃,Northwood核心會很快被Prescott核心所取代。
Prescott
這是目前高端的Pentium 4 EE、主流的Pentium 4和低端的Celeron D所採用的核心。Prescott核心與Northwood核心最大的區別是採用了90nm製造工藝,L1
數據快取 從8KB增加到16KB,
流水線結構 也從20級增加到了31級,並且開始支持SSE3指令集。Prescott核心[WIKI]CPU[/WIKI]初期採用Socket 478接口,現在基本上已經全部轉到Socket 775接口,核心電壓1.25-1.525V。
前端匯流排頻率 方面,Celeron D全部都是533MHz FSB,而除了Celeron D之外的其它[WIKI]CPU[/WIKI]為533MHz(不
支持超執行緒技術 )和800MHz(支持超執行緒技術)以及最高的1066MHz(支持超執行緒技術)。二級快取分別為256KB(Celeron D)、1MB(Socket 478接口的Pentium 4以及Socket 775接口的Pentium 4 5XX系列)和2MB(Pentium 4 6XX系列以及Pentium 4 EE)。
封裝方式 採用PPGA(Socket 478)和PLGA(Socket 775)。Prescott核心自從推出以來也在不斷的完善和發展,先後加入了
硬體防病毒 技術Execute Disable Bit(EDB)、節能省電技術Enhanced Intel SpeedStep Technology(EIST)、
虛擬化技術 Intel Virtualiz
ati on Technology(Intel VT)以及64位技術EM64T等等,
二級快取 也從最初的1MB增加到了2MB。按照Intel的規劃,Prescott核心會被Cedar Mill核心取代。
Smithfield
這是Intel公司的第一款雙核心處理器的核心類型,基本上可以認為Smithfield核心是簡單的將兩個Prescott核心鬆散地耦合在一起的產物,這是基於獨立
快取 的鬆散型耦合方案,其優點是技術簡單,缺點是性能不夠理想,目前Pentium D 8XX系列以及Pentium EE 8XX系列採用此核心。關於Smithfield的詳細資訊可以查看Intel
雙核心類型 Cedar Mill
這是Pentium 4 6X1系列和Celeron D 3X2/3X6系列採用的核心,從2005開始末出現。其與Prescott核心最大的區別是採用了65nm製造工藝,其它方面則變化不大,基本上可以認為是Prescott核心的65nm製程版本。Cedar Mill核心全部採用Socket 775接口,核心電壓1.3V左右,
封裝方式 採用PLGA。其中,Pentium 4全部都為800MHz FSB、2MB二級快取,都
支持超執行緒技術 、
硬體防病毒 技術EDB、節能省電技術EIST以及64位技術EM64T;而Celeron D則是533MHz FSB、512KB二級快取,支持硬體防病毒技術EDB和64位技術EM64T,不支持超執行緒技術以及節能省電技術EIST。Cedar Mill核心也是Intel處理器在NetBurst架構上的最後一款單核心處理器的核心類型,按照Intel的規劃,Cedar Mill核心將逐漸被Core架構的Conroe核心所取代。
Presler
這是Pentium D 9XX和Pentium EE 9XX採用的核心,同樣是2005年末推出。基本上可以認為Presler核心是簡單的將兩個Cedar Mill核心鬆散地耦合在一起的產物,是基於獨立
快取 的鬆散型耦合方案,其優點是技術簡單,缺點是性能不夠理想。
Yonah
目前採用Yonah核心[WIKI]CPU[/WIKI]的有雙核心的Core Duo和單核心的Core Solo,另外Celeron M也採用此核心,Yonah是Intel於2006年初推出的。這是一種單/雙核心處理器的核心類型,其在套用方面的特點是具有很大的靈活性,既可用於桌面平台,也可用於移動平台;既可用於雙核心,也可用於單核心。Yonah核心來源於移動平台上大名鼎鼎的處理器Pentium M的優秀架構,具有流水線級數少、執行效率高、性能強大以及功耗低等等優點。Yonah核心採用65nm製造工藝,接口類型是改良了的新版Socket 478接口(與以前台式機的Socket 478並不兼容)。Yonah核心都支持
硬體防病毒 技術EDB以及節能省電技術EIST,但其最大的遺憾是不支持64位技術,僅僅只是32位的處理器。值得注意的是,Core Duo的Yonah核心則是採用了兩個核心共享2MB的
二級快取 。共享式的二級快取配合Intel的“Smart cache”共享快取技術,實現了真正意義上的快取
數據同步 ,大幅度降低了數據延遲,減少了對前端匯流排的占用。Yonah核心是共享
快取 的緊密型耦合方案,其優點是性能理想,缺點是技術比較複雜。
AMD核心 Athlon XP的核心類型
Athlon XP有4種不同的核心類型,但都有共同之處:都採用Socket A接口而且都採用PR標稱值標註。
AMD CPU
Palomino
這是最早的Athlon XP的核心,採用0.18um製造工藝,核心電壓為1.75V左右,二級快取為256KB,
封裝方式 採用OPGA,
前端匯流排頻率 為266MHz。
這是第一種採用0.13um製造工藝的Athlon XP核心,又分為Thoroughbred-A和Thoroughbred-B兩種版本,核心電壓1.65V-1.75V左右,二級快取為256KB,封裝方式採用OPGA,前端匯流排頻率為266MHz和333MHz。
Thorton
採用0.13um製造工藝,核心電壓1.65V左右,二級快取為256KB,封裝方式採用OPGA,前端匯流排頻率為333MHz。可以看作是禁止了一半二級快取的Barton。
採用0.13um製造工藝,核心電壓1.65V左右,二級快取為512KB,
封裝方式 採用OPGA,
前端匯流排頻率 為333MHz和400MHz。
新 Duron 的核心類型
採用0.13um製造工藝,核心電壓1.5V左右,二級快取為64KB,封裝方式採用OPGA,前端匯流排頻率為266MHz。沒有採用PR標稱值標註而以實際頻率標註,有1.4GHz、1.6GHz和1.8GHz三種。
Athlon 64 系列CPU的核心類型
Sledgehammer
Sledgehammer是AMD伺服器CPU的核心,是64位CPU,一般為940接口,0.13微米工藝。Sledgehammer功能強大,集成三條HyperTransprot匯流排,核心使用12級流水線,128K
一級快取 、集成1M二級快取,可以用於單路到8路CPU伺服器。Sledgehammer集成
記憶體控制器 ,比起傳統上位於北橋的記憶體控制器有更小的延時,支持雙通道DDR記憶體,由於是伺服器CPU,當然支持ECC校驗。
Clawhammer
採用0.13um製造工藝,核心電壓1.5V左右,二級快取為1MB,
封裝方式 採用mPGA,採用Hyper Transport匯流排,內置1個128bit的記憶體控制器。採用Socket 754、Socket 940和Socket 939接口。
其與Clawhammer的最主要區別就是二級快取降為512KB(這也是AMD為了市場需要和加快推廣64位CPU而採取的相對低價政策的結果),其它性能基本相同。
Wincheste
Wincheste是比較新的AMD Athlon 64CPU核心,是64位CPU,一般為939接口,0.09微米製造工藝。這種核心使用200MHz
外頻 ,支持1GHyperTransprot匯流排,512K二級快取,性價比較好。Wincheste集成雙通道記憶體控制器,支持雙通道DDR記憶體,由於使用新的工藝,Wincheste的發熱量比舊的Athlon小,性能也有所提升。
Troy
Troy是AMD第一個使用90nm製造工藝的Opteron核心。Troy核心是在Sledgehammer基礎上增添了多項新技術而來的,通常為940
針腳 ,擁有128K
一級快取 和1MB (1,024 KB)二級快取。同樣使用200MHz
外頻 ,支持1GHyperTransprot匯流排,集成了記憶體控制器,支持雙通道DDR400記憶體,並且可以支持ECC 記憶體。此外,Troy核心還提供了對SSE-3的支持,和Intel的Xeon相同,總的來說,Troy是一款不錯的CPU核心。
Venice
Venice核心是在Wincheste核心的基礎上演變而來,其技術參數和Wincheste基本相同:一樣基於X86-64架構、整合雙通道記憶體控制器、512KB L2快取、90nm製造工藝、200MHz
外頻 ,支持1GHyperTransprot匯流排。Venice的變化主要有三方面:一是使用了Dual Stress Liner (簡稱DSL)技術,可以將半導體電晶體的回響速度提高24%,這樣是CPU有更大的頻率空間,更容易超頻;二是提供了對SSE-3的支持,和Intel的CPU相同;三是進一步改良了記憶體控制器,一定程度上增加處理器的性能,更主要的是增加記憶體控制器對不同DIMM模組和不同配置的兼容性。此外Venice核心還使用了動態電壓,不同的CPU可能會有不同的電壓。
SanDiego核心與Venice一樣是在Wincheste核心的基礎上演變而來,其技術參數和Venice非常接近,Venice擁有的新技術、新功能,SanDiego核心一樣擁有。不過AMD公司將SanDiego核心定位到頂級Athlon 64處理器之上,甚至用於伺服器CPU。可以將SanDiego看作是Venice核心的高級版本,只不過快取容量由512KB提升到了1MB。當然由於L2快取增加,SanDiego核心的核心尺寸也有所增加,從Venice核心的84平方毫米增加到115平方毫米,當然價格也更高昂。
閃龍系列CPU的核心類型
Paris
Paris核心是Barton核心的繼任者,主要用於AMD的
閃龍 ,早期的754接口閃龍部分使用Paris核心。Paris採用90nm製造工藝,支持iSSE2
指令集 ,一般為256K
二級快取 ,200MHz
外頻 。Paris核心是32位CPU,來源於K8核心,因此也具備了記憶體控制單元。CPU內建
記憶體控制器 的主要優點在於記憶體控制器可以以CPU頻率運行,比起傳統上位於北橋的記憶體控制器有更小的延時。使用Paris核心的閃龍與Socket A接口閃龍CPU相比,性能得到明顯提升。
Palermo
Palermo核心目前主要用於AMD的閃龍CPU,使用Socket 754接口、90nm製造工藝,1.4V左右電壓,200MHz外頻,128K或者256K二級快取。Palermo核心源於K8的Wincheste核心,新的E6
步進 版本已經支持64位。除了擁有與AMD高端處理器相同的內部架構,還具備了EVP、Cool‘n’Quiet;和HyperTransport等AMD獨有的技術,為廣大用戶帶來更“冷靜”、更高計算能力的優秀處理器。由於脫胎與ATHLON64處理器,所以Palermo同樣具備了記憶體控制單元。CPU內建記憶體控制器的主要優點在於記憶體控制器可以以CPU頻率運行,比起傳統上位於北橋的記憶體控制器有更小的延時。
Athlon 64 X2系列雙核心CPU的核心類型
Athlon 64 X2系列雙核心CPU的核心類型主要有Manchester和Toledo,兩者十分相似,差別僅在於二級快取。