硬件历史贴:Intel酷睿前世今生(二)

伊一线天 2015-07-02 10:42:51
上一文,讲述到了酷睿构架的诞生。可以显而易见的知道,酷睿构架其实源于笔记本处理器构架。因为在当年的技术趋势中,因为提升主频而带来的负面影响如发热与高功率已经让普通消费者所不满。然而提升主频并没有提升多大的处理效率,让人着实感觉如此提升主频实在不合算。随着计算机性能的提升,多任务的趋势愈发明显。多线程的并行计算也成为主流。也就是在这样的大趋势下,AMD与Intel都走下效能与多核的道路。当然酷睿相对于AMD的速龙、奔4、以及它的前代奔腾M,所提升技术有很多,例如提高执行单元的数量,减少了流水线,增加了新的内存通信机制,还有动态频率调整,虚拟化等等。笔者并不想对这些技术细节展开细谈,只是想让各位看客在酷睿的诞生中了解CPU发展的趋势即可。

第四篇:酷睿i系列前传——AMD地苦苦挣扎
上一文的结尾中,笔者提到,酷睿第一代发展到45nm后,提高不少性能指标。都在为下一代新的酷睿构架做铺 垫。而这个新的酷睿构架便是酷睿i系列的诞生。i系列的诞生和后续的发展,让Intel牢牢把控了X86的中高端桌面、笔记本、服务器CPU领域。几乎把AMD的K8逼入绝境。K8当年凭借64位、高效能比、原生双核的支持将奔四构架打的一塌糊涂。其实K8构架在很多设计上都不差,只是酷睿这个后来者将K8在各方面进行了全面提升。是K8完全失去了光辉。在07年的时候,AMD为了反击酷睿构架,发布了K10构架,将原生四核带入市场。全新共享式三级缓存,新的HT总线加上集成内存控制器让其在内核间和内核与内存间数据通信相比酷睿构架有一定的优势。实际结果上有点残酷,刚发布65nm工艺K10的CPU并不比酷睿Q系列好,甚至比好多Q系列的CPU性能还弱。

在2008年,酷睿构架已经全面步入45nm工艺。但是酷睿当时为了兼容一些老的芯片组,还在使用一些旧的技术,例如依旧使用北桥芯片负责链接内存与CPU的通信;并没有支持Intel的超线程技术,但是超线程是符合多线程处理的市场需求的;CPU针脚还是775,但是随着64位的支持,大内存与更宽的通信总线,让775针脚有些力不从心了;酷睿虽然有Q系列的四核CPU但是其4核还是与当年的奔腾D类似,将两个酷睿双核封装在一起。相比较老对手AMD的K8和后来的K10,酷睿在某些方面并不如它们。所以新的睿构架也就在人们期许上出现了。可是没想到是Intel带来如此多的惊喜。

第五篇:酷睿i系列的诞生——酷睿又一个神话的开始
07年年底,AMD祭出原生四核,K10构架。虽然实际性能不如Intel的Q系列,但是其优秀的构架,还是让Intel感觉不爽。08年Intel决定拿出新的产品将K10构架直接掐死在摇篮。这就是Nehalem构架。45nm睿构架第二个版本,仔细算来也是三个酷睿构架版本。Nehalem构架开创了酷睿i系列CPU的。首款产品命名为酷睿i7,内核代号Bloomfield。此版本的酷睿构架终于集成了内存控制器,直接与内存总线通信,支持3通道1333DDR3内存;抛弃了老态龙钟的FSB前端总线,采用与AMD的HT总线类似技术新串行总线QPI,带宽更高;原生四核,四个核心与AMD的K10设计类似,独立的一二级缓存,共享达8M的三级缓存;超线程技术回归,改名为SMT,也即是当年的i7就可以支持高达8个线程的并行计算;噱头十足的睿频技术也就是CPU自主超频,提高能效;最新版SSE4.2指令集!至此酷睿构架最新的Nehalem构架完全击败了K10构架,全面超越了AMD,至此AMD原有的技术优势全部丧失,只剩下在中低端市场跟Intel拼性价比了。纵观酷睿构架的诞生与酷睿i系列诞生,都可以看出是AMD先领先于Intel,03年K8几乎击败了P68,06年core构架用了K8类似的设计理念,主要性能性能能却超越了K8,07年发布K10准备阻击core,但是Intel08年随即发布Nehalem将K10的设计优势全部包含,而且在各个技术参数方面全面超越了K10。我再次,不得不叹服,Intel技术储备的力量。短短几年内就将原先技术上超越了自己的竞争对手,全面超越而且牢牢把握技术优势。

高规格的Nehalem处理也无法再用LGA775接口了,Bloomfield内核的i7升级为LGA1366 。也是从i系列诞生开始,intel开启了升级模式,CPU接口与芯片组芯片频繁升级,LGA775的年代随之终结!

Bloomfield内核的i7规格是非常高的,属于当年intel高端产品,熟悉商业运作的Intel随后发布各种衍生版本,以符合细化市场

内核代号Lynnfield地规格版本,四核版本,通信总线从QPI改为DMI,虽然带宽有些降低,但是CPU却比QPI的集成了一些更多的功能,完全集成了北桥功能(PCI-E控制器),而DMI就是为了CPU与南桥直接通信的总线。此版本的CPU有两个版本,不支持超线程的,被命名为i5 支持超线程的为i7 LGA1156接口。

内核代号为Clarksfield的移动CPU版本。内核代还为Beckton和Gainestown的至强版本。

这个时候第一代Nehalem已经布局形成!并形成了i7顶级桌面CPU i5中高端桌面CPU的布局。i系列在当年绝对是桌面cpu最高技术的代表!

第六篇:APU的诞生及多核之争
高端方面,intel的i5与i7已经笑傲江湖,AMD采取了概念性的产品,低价的多核心与intel竞争。这时候AMD还依旧是K10构架,工艺也升级到45nm,中高端方面,AMD走堆砌核心的思维,发布了K10构架的6核CPU,性能差不多是双核i5的样子,Intel的32nm工艺Westmere版本的CPU中也只有至强CPU和顶级i7中才有6核版本。中低端,AMD的四核与三核CPU还是很受市场欢迎的。因为intel的4核CPU价格都普遍很贵,而AMD的产品却要低廉的多。当然AMD的四核与三核产品实际上可能还没有intel一些双核甚至是老一代的四核性能强劲。AMD已经收购了显示核心商ATI,当时AMD就发言会将显卡与CPU进行融合。可惜第一代发布的显卡核心的却是intel。Intel在2009年就向人们展示了拥有32nm工艺的最新一代酷睿构架Westmere,作为Nehalem的升级。其中最亮眼无非就是主打中端的Clarkdale系列CPU。因为此CPU第一次展示了显示核心的产品。虽然Intel的方案是直接将显示核心与CPU焊接在一个基板上,两者甚至都不是同个生产工艺。2010年Intel终于发布了,Clarkdale的CPU,并带来了全新的中低端系列i3系类。而这个时候的AMD苦于无新品出来,中高端靠着主打性价比的羿龙二代6核玩着低价6核,中低端玩着各种低价四核与屏蔽一个缺陷核心的三核在保卫自己的市场。不过也正因为这个屏蔽一个核心的三核CPU拉起低端市场开核 游戏的序幕。各类DIY玩家和商家都加入了开核大战。而到了2011年,AMD终于拿出了首款APU产品。第一次将真正的独显核心集成到CPU中。相比Intel第一代核心显卡仅仅将显示核心与CPU封装在一起不同,APU是真正在构架上将CPU与显卡核心设计在一起。两者共同访问内存,直接访问PIC-E总线,CPU与GPU一起工作并且AMD采用一种融合加速的技术,就是可以让某些CPU的浮点技术交给GPU进行计算,提高计算速度。另外AMD的APU因为是真正集成在一起,GPU可以直接访问PIC-E总线,所以APU同样可以实现混合交火。总体而已,确实超越了Intel核心显卡的技术。

随着APU发布的同时还有Bulldozer中文名称推土机,推土机最重要的思路就是让CPU的模块化设计,为AMD堆砌多核提供技术基础。AMD的思路还是想通过交多的核心数目来与Intel进行竞争。推土机核心上来就冲着8核去的。当然推土机还有很对技术更新,而且当时的操作系统并没针对AMD这种多线程CPU的优化,使之感觉性能不强,但这里按下不表。8核CPU大战已经到来。

同年Intel也发布了自己的全新基于32nm工艺的酷睿构架sandy bridge,SNB也加入了多核之争。SNB的增强内核版支持最高8个核心。因为Intel有用超线程技术,使SNB的CPU最高可支持16个线程!在核心显卡方面,SNB跟AMD的APU一样,终于完整的与CPU核心设计在一起。

短短几年CPU就从双核升级到了8核,甚至将GPU也集成进来了。到此酷睿构架的带来的多核CPU急速更新时代基本结束了,之后因为AMD在推土机之后再无有威胁的产品出来,Intel也再没退出技术更新较大的产品。之后的ivy bridge、Haswell以及Broadwell更新也没前几代产品。基本就是现有新技术的支持和生产工艺的提升。但是intel的制程工艺放眼全球无疑是当今最高的!随着14nm甚至是10nm这类极限工艺的到来。工艺的提升已经越来越有限了。



结语:
从这几年CPU的发展之路也可以清晰的看到,高效与低能耗、多线程计算、融合计算等等都是CPU的发展趋势。而酷睿的故事便是在这些技术上的更新与变革的故事。

故事讲到这里就结束了。纵观整个酷睿故事,可以看到酷睿的确是Intel的功臣,将Intel再次推上X86处理器生产商霸主的地位。也看到了,Intel超强的技术储备与商业能力。在这里也不得不提出AMD的确是这次处理器升级始作俑者与推动者,如果没有AMD在追求能效、多核、GPU融合计算上等技术地推出,Intel也许还在缓慢的升级CPU技术压着每一代CPU技术的剩余价值。

虽然Intel在X86上已经无可撼动了,但是随着手机市场的爆发式增长,以ARM为代表的移动芯片厂商却给Intel的危机埋下了伏笔。arm采用是精简指令集的CPU,虽然在复杂计算上不如X86这种复杂指令集的CPU性能强劲。但是在能耗上却有天生的优势。而且随着软件优化与芯片集成,在移动计算方面更是优势重重!现在个手机cpu一般都是异构模式集成多个armCPU核心和协处理器,集成多个gpu核心,集成通信基带芯片,集成电源控制芯片,集成内存芯片等等。使ARM手机芯片在功能与性能上得到了平衡,例如,现在的手机芯片可以更具当前手机实际使用情况,动态调节芯片的CPU核心工作状态与核心频率,可以在整个芯片处于休眠状态是让协处理器处理简单的传感器数据,可以CPU动态调节是用高性能内核工作还是低性能内核工作。总体上说就是CPU的功能多了,而且能够在手机在状态时,仅仅使相应的功能区域工作以到达能效最佳平衡。

ARM的发展其实也印证了当代能效与融合计算的趋势!只是ARM摆脱了X86的束缚,其发展更加的天马行空与大胆。

顺势而为是中国的古语,酷睿在它的年代因为顺势而为而大放异彩。而如今在arm的攻击下,Intel是否能继续顺势而为,我无从知晓。Intel目前最拿的出手的便是极高的制程工艺。如果没有重大的技术突破的话,也许下个故事就变成了arm的故事了。

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wfexp 2015-07-07
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想想就是对岁月的怀念
北京老男孩儿 2015-07-03
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