文档介绍：Intel P4与AMD Athlon
2001年是个人电脑诞生的第20周年。PC 诞生的20 年为IT产业的发展,乃至整个现代工业的腾飞构筑了一条坚实的跑道。而在PC行业中,最为人津津乐道的莫过于中央处理器日新月异的变化了。著名的摩尔定律便是20年PC处理器技术革命的生动写照。本文试图通过对当今处理器行业两大巨头AMD以及Intel公司各自最新处理器产品的分析,帮助读者把握微处理器和个人电脑的发展方向。
高频率不再意味着高性能!!!
近年来,AMD公司凭借Athlon处理器的出色设计,一举突破多年以来Intel对处理器行业的垄断,相继在处理器技术、频率、性能、市场占有率…各方面取得突破,大有赶超之势。但是,自2000年底Intel推出全新设计的P4处理器后,市场出现了微妙的变化。近一段时间以来,细心的读者相信都已经留意到一个不寻常的现象:Intel不断推出工作频率更高的处理器,在性能表现上却仍然低于频率相对较低的AMD Athlon处理器。多年以来,我们习惯于用处理器的工作频率描述电脑性能的高低,但现在,,甚至不如1GHz的PIII。这种现象不仅让人产生困惑:为什么?
PC处理器发展到今天,已经是第七代设计了。在486之前,AMD主要是在克隆Intel的处理器,而处理器的设计也以简单的标量设计为主,因此,性能的高低主要取决于工作频率的高低:频率越高的处理器,在单位时间内可以完成更多的工作,自然性能更高。到了奔腾、NX586、和AMD-K5的586时代,处理器的设计开始出现显著的变化,RISC内核的引入、分支预测、乱序执行、寄存器更名、超标量计算单元等,众多新技术的出现,使得相同工作频率下的处理器性能出现分化。当时市场上的Intel 奔腾100MHz处理器、AMD K5-PR100 和NX586-100处理器的性能相当,但工作频率却不同:奔腾是100MHz而Nx586-100却只有83MHz。时至今日的786架构,工作频率的高低更是无法正确的衡量处理器真实性能的高低。
Intel P4与AMD Athlon
在AMD与Intel公司各自的产品介绍中,我们可以见到两个公司各自对产品的宣传:AMD 称自己的Athlon是全球第一个786架构处理器,Burst架构。下面,就让我们深入到这些诱人的表述背后去分析比较以下两个产品的设计特点。我们将从:整数计算、浮点和多媒体计算、管线设计、缓存设计等几方面进行比较。
一、整数执行单元
整数处理能力是CPU运算速度最重要的体现。Athlon的整数设计是我们在P4之前所见到的最强大的整数单元设计,包括6个整数执行单元,3个IEU、3个AGU,是一个真正的多通道整数设计。相比之下,P4的整数执行单元虽然只有5个,但其中有4个执行单元采用了创新的双倍计算技术。经过结构上的重整,Pentium 4 的ALU能以时钟的2倍速运行,例如: 。P4整数单元包括2xALU和2xAGU各两组,以及一个单倍速的低速ALU。其中前面的两组2倍速ALU主要用来高效地处理简单指令,而一旦遇到较为复杂的指令,CPU将会把它交给后面的低速ALU来处理,此时的性能自然会有大幅度的下降。这就是它在处理实际的整数数据时,性能并不能完全