四 新世纪两强相争的新局面
1 新世纪英特尔处理器的发展历程
经过90年代的洗礼,Cyrix被淘汰,进入新世纪,处理器领域的争夺战主要围绕着英特尔和AMD而展开。AMD继续凭借K7处理器带来的优势与英特尔展开争夺,其中,主频之战首先开始。
处理器频率一直是衡量其性能强弱的标杆,人们对主频的追求也达到一种疯狂的地步。这使得两家公司在设计处理器时不惜一切代价提升产品的主频,令这两个公司的产品主频交替领先,展开了旷日持久的拉锯战。不过,在频率的竞争中,AMD获得了非常重大意义的胜利:1GHz这个主频最先由AMD的Athlon率先达到,并载入史册[1]。
1GHz这个具有里程碑意义的主频率先被竞争对手AMD达到,对英特尔来说的确是丢尽了面子,尽管在两天之后,英特尔也发布了1GHz的Pentium III处理器。随后,为了超越对手,英特尔又发布了1.13GHz的Pentium III,但这款产品实际上是通过强行超频发布,连稳定性都无法达到,因此不得不以失败告终。
之后英特尔改进了制程工艺,推出了采用0.13微米工艺制造的Tualatin[2]核心Pentium III-S处理器,最高主频达到了1.4GHz,二级缓存为512KB,加入了领先的数据预先读取扩充功能,随后,英特尔又面向低端市场发布了Tualatin核心的Celeron,仅仅将二级缓存从Pentium III的512KB缩减到256KB,性能十分强劲,成为K7处理器最强的竞争对手,遗憾的是,这款经典的处理器“英年早逝”。
为何优秀的Tualatin处理器“英年早逝”?这还得从AMD说起。2001年5月,为了对抗Tualatin Celeron这个十分优秀而强大的产品,AMD发布了Morgan处理器,提供了对SSE的支持,发热量也大大降低,与Tualatin Celeron针锋相对。英特尔方面,从Pentium III被K7超越,再到i820芯片的失败,继而又让竞争对手AMD率先达到1GHz主频,一连串的失败给英特尔很大的刺激,于是这家公司高层组织了一个会议,经过讨论,决定今后的发展方向是不惜一切提高产品的主频。随后,在2000年11月,Pentium 4处理器在英特尔的大力宣传下上市,最早的Pentium 4使用0.18微米工艺制造,拥有256KB二级缓存,起始主频就达到了1.3GHz,这款处理器需要采用RDDR内存和Socket 423的i850平台提供400MHz前端总线的支持。虽然经过英特尔强大的宣传,这款产品上市得到了人们的强烈关注,但由于太过于注重提高主频,第一代Pentium 4采用了20级超长流水线设计,性能受到大大影响,主频高达1.5GHz的Pentium 4性能不足1GHz的Tualatin Celeron,而英特尔并没有因此放弃这款产品,而是人为的毁掉Tualatin,推崇高频低能的Pentium 4。
在Pentium 4以及Tualatin的双重夹击下,AMD逐渐开始招架不住,而主频论更是将人们对产品的性能局限于此,为了改变这种状况,AMD拿出了在586时代就被遗弃的PR值[1]。PR值令AMD挽回了战机,通过这种方式,AMD紧紧地跟上了英特尔的Pentium 4,今天看来,这个战术是十分成功的。
2001年10月,AMD推出了Athlon XP处理器,它在技术上没有什么突破,但将封装模式改变为OPGA,增加了温度监控电路,降低了功耗,提供了对SSE的支持,改进了数据预取技术,有效地提高了缓存的数据命中率,此时的处理器PR值从1500+到2100+。
由于AMD采用了PR值战术,尽管英特尔强大的宣传攻势在一段时间内获得了成功,不过高频低能的事实是无法改变的。针对此种状况,英特尔在2001年7月发布了经过改进的Pentium 4和Celeron处理器,核心代号Northwood,这种Pentium 4处理器采用0.13微米工艺,二级缓存升级为512KB,前端总线也从400MHz提高到533MHz,最低主频为1.6GHz,最高主频则达到了惊人的3.2GHz,随着核心的改进和主频的进一步提升,这种采用NetBurst架构[2]的产品显示出了威力,同时由于DDR内存的出现,Pentium 4处理器在性能和价格上都找到了一个平衡点。另一方面,英特尔还在3.06GHz的Pentium 4处理器中加入了超线程技术(HyperThreading),使得产品可以充分利用多处理系统的优势,在多线程应用方面具备一定优势,随后,英特尔又推出了Pentium 4 C系列处理器,前端总线提升到800MHz,同样支持超线程技术,之后还推出了Pentium 4 EE至尊版处理器,不过价格十分昂贵,并不能被普通消费者接受。
到了2004年,英特尔又推出了Prescott核心的Pentium 4处理器,并开始迈向LGA775平台,不过Prescott核心的Pentium 4处理器除了加入SSE3指令集,在3D性能方面有一定提升外,其它并没有太大改变,同时由于前期刚刚过渡到0.09微米,晶体管在高频率下电流泄露现象非常严重,而导致产品的功耗和发热量大大增加。
这里不得不提一下低端市场的Celeron处理器。起初的Celeron处理器采用Northwood核心,前端总线为400MHz,二级缓存仅为128KB,性能相当低下,不过由于价格便宜,而且拥有不俗的超频性能,因此在低端市场上比较受欢迎。2004年下半年推出的Prescott核心的Celeron D处理器在性能和超频能力方面也非常出则,前端总线也提升到了533MHz,不过弊端仍然是功耗和发热量问题。
不久之后,双核的Pentium D系列上市,这也是首款双核处理器,英特尔希望借助这一系列处理器来与当时K8架构的Athlon 64 X2进行对抗,但它的性能和巨大的功耗却不能令人满意。
不得不提的是,虽然进入21世纪的几年时间里,英特尔在桌面平台比较注重主频的提升,但在移动处理器上却并不是这样。2003年英特尔发布的Pentium M处理器由于针对移动平台而设计,在功耗和性能上找到了一个平衡点,结合855芯片组与英特尔802.11 Pro WiFi无限/Wireless2100网络联机技术,英特尔为其命名为Centrino[1]。这一技术让人们看到了以技术为导向的英特尔的真正实力,而Pentium M的设计思路为英特尔在2006年推出酷睿2处理器,击败当时无限风光的AMD奠定了基础。
2 新千年AMD K7的狙击到K8的*
2002年4月,面对Northwood Pentium 4的挑战,AMD推出了Thoroughbred A核心的AMD Athlon XP处理器,6月份,又推出了经过改进的Thoroughbred B核心的Athlon XP处理器,进一步提升性能,降低发热量。但Athlon XP处理器并不足以对抗Pentium 4,于是AMD又推出了Barton核心的Athlon XP,二级缓存提升为512KB,超频性能非常出色,不过面对Pentium 4 C系列处理器,不超频的Barton Athlon XP并没有什么领先的地方,但由于售价比较低廉,因此得到了追求性价比的玩家的喜爱。
真正令AMD昂首挺胸的是K8的全面*。其实早在1999年10月,AMD开始研发全新的K8(X86)处理器的消息就开始放出 ,但一直到2001年10月,人们在微处理器产业论坛上才看到K8处理器的架构,它是一款全新的X86-64处理器,不过这款产品真正上市的时间实在是拖得太久了。
按照AMD最初的计划,新一代K8处理器SledgeHammer具备四颗、八颗处理器串联架构,主要面向工作站和服务器领域,具备单双颗处理器串联的ClawHammer处理器主攻工作站和高级桌面领域。两款产品本身预计在2002年年底推出。处理器的内部集成内存控制器,采用LDT总线,2001年7月AMD将这个技术改名为HyperTransport,这种技术采用点对点的单双工传输线路,引入了抗干扰能力强的LVDS信号技术,命令信号、地址信号和数据信号共享一个数据路径,并支持DDR双沿触发技术。HypeTransprot可以支持2、4、8、16和32Bit五种通道模式,工作频率从800MHz提升到10000MHz,配合双向32Bit模式,800MHz的HyperTransprot就可达到12.8G/S的总线传输带宽。
2004年2月,HyperTransprot技术升级到2.0规格,采用了Dual-data技术,频率成功地提升到了1.0GHz、1.2GHz和1.4GHz,双向16Bit模式的总线带宽提升到8G/S、9.6G/S、11.2G/S。
好事多磨,2002年初,AMD与台联电合作在新加坡合资建造了12寸AU Pte晶片工厂,并预计在2004年年底使用65纳米工艺量产K8处理器,但试产中台联电却因为代工产品良品率不佳,时钟校正等问题放弃了合作,AMD不得不转而与IBM展开合作,联合开发了130纳米加绝缘矽(SOI)工艺,并在后期改进为90纳米SOI工艺。由于这些原因,ClawHammer跳票一年,知道2003年第三季度才正式发布,这段时间里,AMD一直以老迈的K7与英特尔周旋,AMD的赌注也几乎全压到了K8上。
2003年4月,AMD在美国纽约发布了AMD 64处理器:Opteron。9月,AMD Athlon 64处理器问世,宣告了个人64位计算时代的到来。之后推出的Socket 939的Athlon 64 FX、Athlon 64处理器更是风光无限,面对低端市场,AMD推出了Sempron 64处理器。这些产品,具备内存控制器、硬件防病毒、Cool&Quiet智能温控节能技术以及SSE3指令集,可以说在当时一举击垮了英特尔的Pentium 4。凭借着对64位技术的无缝升级,AMD赢得了一片喝彩,它也从跟随着变成了领导者,英特尔被甩在了后面,虽然英特尔迅速推出了64位的Pentium 4 EM64T技术,但可以说是完全照搬,并没有什么新意。
好在Wintel联盟再次发挥了威力,微软这次帮了英特尔的大忙。AMD发布64位处理器,微软这个操作系统的提供者却并没有做好后勤工作,64位操作系统并没有按时来到人们面前,这给英特尔带来了重新调整的时间,AMD不得不放慢了*的脚步。
由于K8架构优秀的执行效能和低功耗、低发热的设计,英特尔的NetBurst架构显然无法与之招架,频率导向的设计理念显然已经不符合发展方向。就在英特尔4GHz计划搁置的时候,在美国佛罗里达州举行的产业会议上,英特尔首席执行官贝瑞特(Craig Barrett)当众下跪道歉。为何如此?AMD Athlon 64的高性能获得了越来越多用户的认可,低端服务器领域一向空白的AMD短短一年时间就占到了7%的市场份额,在亚太区,AMD还获得了联想的支持,英特尔此时可以说是困难重重,如果不能拿出产品与AMD抗衡,更多的份额将被AMD吞噬。
3 酷睿2——巨人的反击
面向移动平台的Pentium M给了英特尔很大灵感,这种低功耗高性能的设计理念让英特尔重新找到了桌面处理器的发展方向。很快,在2006年7月,采用全新Core架构的酷睿2处理器上市了,这种经过全新设计的处理器在Pentium D双核的基础上提升了40%性能,功耗却降低了40%!
由于酷睿2处理器并不是以极高的频率来获得性能上的提升,而是高效能为先,因此它采用了全新的命名方式:E6XXX。酷睿2处理器中最先推向主流市场的为Core 2 Duo E6300,它主频仅为1.86GHz,二级缓存为2MB,但性能上却超过了AMD双核Athlon 64 X2 4200+,而最高端的Core 2 Extreme X6800更凭借极高的频率和性能雄踞双核处理器性能之王的宝座。
随着双核处理器逐渐的推广,英特尔开始向多核发展,2006年第四季度,首颗四核处理器Core 2 Extreme QX 6700正式发布,将处理器的性能推向了一个新的高度。
面对酷睿2处理器强大的攻势,AMD深知自己拿不出能与之抗衡的产品,于是再次打起了价格战,除了高端双核猛降外,还大幅度降低了主流单核处理器的价格,同时研制性能更强的K10处理器,不过至今为止,AMD宣称能击败酷睿2的K10处理器只是在Computex 2007上展出了服务器的运行平台,具体性能还不得而知。
4 新世纪两强争霸的启示
毫无疑问,进入新世纪以后,AMD逐渐开始具备和英特尔一较高下的能力。K8处理器的成功便是最好的证明。率先进入64位时代,优秀的双核处理器,这一切都是英特尔在相同时间无法达到的高度,也正因为如此,戴尔、联想等英特尔的盟友也开始偏向AMD,戴尔宣布与AMD合作,推出AMD处理器的电脑,无疑给了英特尔深深的打击。
尽管如此,拥有深厚根基的英特尔并未被*,酷睿2处理器的翻身令AMD无法招架,一而再,再而三的价格战令AMD从2006年第四季度开始就连连亏损。从进入新世纪以来,由AMD K8的成功到酷睿2的翻身,英特尔得以继续领先的优势总的来说应该有以下几点:
首先则是来自Wintel的强大力量。当AMD率先研制出64位处理器,令对手感到恐慌的时候,作为英特尔强大的盟友,微软并未对AMD提供操作软件方面的支持,这导致AMD的64位技术只是一个空壳,可以说是“英雄无用武之地”。
第二是英特尔的深厚根基。作为行业的领军者,英特尔一直在技术上坚持创新路线。尽管AMD凭借K8处理器获得了暂时的领先,但英特尔能够迅速发现自己处理器与K8的不足:高频率低性能、高功耗高发热。当发现这个缺点后,英特尔迅速从移动处理器的发展方向开始出发,迅速推出了由Pentium M处理器进化而来的酷睿2,获得了逆转。
第三是领先世界的制造工艺。从130微米到90纳米再到65纳米,英特尔总是领先AMD达一年之久,制造工艺的提升,可以迅速降低产品的发热量和功耗,同时降低产品的成本,这也使得英特尔面对AMD的价格战能够从容应对。
第四是管理层的优秀。面对失败,英特尔首席执行官克雷格.贝瑞特(Craig.Barrett)在退休之前向6000名公司员工下跪承认错误,这种精神不禁令人感动。这种举动恐怕也是很多企业的领导层无法做到的。它不仅仅表示个人对错误责任的承担,而是表示整个管理层意识到目前的危机,从中获取经验和教训,迅速站立起来。“我们犯了错误,决定纠正后重新再来。失败比成功能给你带来更多的经验。错误可以变得很有益,能够帮助你纠正方向。”
AMD发展史
1969年5月1日--amd公司以10万美元的启动资金正式成立。
1969年9月--amd公司迁往位于901 thompson place,sunnyvale 的新总部。
1969年11月--fab 1产出第一个优良芯片--am9300,这是一款4位msi移位寄存器。
1970年5月--amd成立一周年。这时amd已经拥有53名员工和18种产品,但是还没有销售额。
1970--推出一个自行开发的产品--am2501。
1972年11月--开始在新落成的902 thompson place 厂房中生产晶圆。
1972年9月--amd上市,以每股15美元的价格发行了52.5万股。
1973年1月--amd在马来西亚槟榔屿设立了第一个海外生产基地,以进行大批量生产。
1973--进行利润分红。
1974--amd以2650万美元的销售额结束第五个财年。
1974年5月--为了庆祝公司创建五周年,amd举办了一次员工游园会,向员工赠送了一台电视、多辆10速自行车和丰盛的烧烤野餐。
1974--位于森尼韦尔的915 deguigne建成。
1974-75--经济衰退迫使amd规定专业人员每周工作44小时。
1975--amd通过am9102进入ram市场。
1975--jerry sanders提出:"以人为本,产品和利润将会随之而来。"
1975--amd的产品线加入8080a标准处理器和am2900系列。
1976--amd在位于帕洛阿尔托的rickey''s hyatt house 举办了第一次盛大的圣诞节聚会。
1976--amd和intel签署专利相互授权协议。
1977--西门子和amd创建advanced micro computers (amc) 公司。
1978--amd在马尼拉设立一个组装生产基地。
1978--amd的销售额达到了一个重要的里程碑:年度总营业额达到1亿美元。
1978--奥斯丁生产基地开始动工。
1979--奥斯丁生产基地投入使用。
1979--amd在纽约股票交易所上市
1980--josie lleno在amd在圣何塞会议中心举办的"五月圣诞节"聚会中赢得了连续20年、每月1000美元的奖励。
1981--amd的芯片被用于建造哥伦比亚号航天飞机。
1981--圣安东尼奥生产基地建成。
1981--amd和intel决定延续并扩大他们原先的专利相互授权协议。
1982--奥斯丁的第一条只需4名员工的生产线(mmp)开始投入使用。
1982--amd和intel签署围绕iapx86微处理器和周边设备的技术交换协议。
1983--amd推出当时业内最高的质量标准int.std.1000。
1983--amd新加坡分公司成立。
1984--曼谷生产基地开始动工。
1984--奥斯丁的第二个厂房开始动工。
1984--amd被列入《美国100家最适宜工作的公司》一书。
1985--amd首次进入财富500强。
1985--位于奥斯丁的fabs 14 和15投入使用。
1985--amd启动*芯片计划。
1986--amd推出29300系列32位芯片。
1986--amd推出业界第一款1m比特的eprom。
1986年10月--由于长时间的经济衰退,amd宣布了10多年来的首次裁员计划。
1986年9月--tony holbrook被任命为公司总裁。
1987--amd与sony公司共同设立了一家cmos技术公司。
1987年4月--amd向intel公司提起法律诉讼。
1987年4月--amd和 monolithic memories公司达口
CPU发展史
1.速度挂帅,万变不离其宗
CPU又叫中央处理器,是英文单词Central Processing Unit的缩写,其内部结构大概可以分为控制单元、算术逻辑单元和存储单元等几个部分。按照其处理信息的字长可以分为:八位微处理器、十六位微处理器、三十二位微处理器以及六十四位微处理器等等。本文后面会提到许多比较艰生的理论知识,虽然我会努力把他们讲得生动浅显,但我确实没有办法让它象《还珠格格》那样有趣,不过你一定要把握住所有这些技术都是围绕突破速度极限而设立的,这是个万变不离其宗的道理。顺着这条路思索下去,你一定马上会问提高速度到底都有哪些方法呢?其实说起来很简单,科学家想到的地方,我们要留心也一定能发现得了。不外乎下面几种情况:优化指令集、提高处理器每个工作单元的效率、配置更多的工作单元或新的运行方式来增加并行处理能力、缩短运行的时钟周期以及增加字长等等。
2.论资排辈,字长最好说话
八位微处理器的典型产品为Intel公司的8080处理器、8086处理器、Motorola公司MC6800微处理器和Zilog公司Z80微处理器。
十六位微处理器的典型产品是Intel公司的8086和80286微处理器。如果说8080处理器还不为各位所熟知的话,那么80286则可以说是家喻户晓了,个人电脑――PC机的第一代CPU便是从它开始的。
三十二位微处理器的代表产品是Intel公司1985年推出的80386,这是一种全三十二位微处理器芯片。1989年Intel公司又推出准三十二位处理器芯片80386SX。它的内部数据总线为三十二位,与80386相同,外部数据总线为十六位。也就是说,80386SX的内部处理速度与80386接近,也支持真正的多任务操作,而它又可以接受为80286开发输入/输出接口芯片。80386SX的性能优于80286,而价格只是80386的三分之一。386处理器没有内置协处理器,因此不能执行浮点运算指令,如果您需要进行浮点运算时,必须额外购买昂贵的80387协处理器芯片。
八十年代末九十年代初,486处理器面市,粗略的说486就是集成了浮点运算单元和8KB高速缓存(说是高速但比现在一般内存的速度也有相当差距)的386。早期的486分为有协处理器的486DX和无协处理器的486SX两种,其价格也相差许多。随着芯片技术的不断发展,CPU的频率越来越快,而PC机外部设备受工艺限制,能够承受的工作频率有限,这就阻碍了CPU主频的进一步提高。在这种情况下,出现了CPU倍频技术,该技术使CPU内部工作频率为处理器外频的2-3倍,486DX2、486DX4的名字便是由此而来。
CPU发展史:(二)悄然而至的转折点
九十年代中期,全面超越486的新一代586处理器问世,为了摆脱486时代处理器名称混乱的困扰,最大的CPU制造商Intel公司把自己的新一代产品命名为Pentium(奔腾)以示区别。而AMD和Cyrix也分别推出了K5和6x86处理器。接下来Intel又为冲击服务器市场和争取多媒体制高点相继发布了Pentium Pro 和Pentium MMX。这么多处理器的发布使这一段并不算长的时期充满了戏剧性,技术和市场层面的两层变化交汇在一起,终究构成了山雨欲来风满楼的态势。或许这就是我们所说的转折点吧?
1.技术变迁,RISC取代CISC
在现在来看第五代的微处理器的问世,应该算得上是PC个人电脑发展史上里程碑式的事件。然而这并非是因为它的速度较之以前有了本质的变化,主要原因是,从这里开始传统的X86指令集的CPU开始由CISC复杂指令集设计,转而开始采用部分RISC(简单指令系统计算机)技术。虽然从外观上这些CPU的指令依然复杂而且长度也参差不齐,但实际其内部的微指令已经是整齐化一的简单指令了。而由此也产生了两项全新的技术,超标量和流水线结构。接下来,我们简单介绍下他们的情况。
(1)复杂指令集
随着VLSI技术的发展,计算机的硬件成本不断下降,与此同时,软件成本却越来越高,这使得人们开始热衷于在指令系统中增加更多的指令以及让每条指令完成更复杂的工作,来提高操作系统的效率,并尽量缩短指令系统与高级语言的语义差别,以便于高级语言的编译和降低软件成本。另外,为了做到程序兼容,同一系列计算机的新机器和高档机的指令系统只能扩充而不能减去任意一条,也促使指令系统愈加复杂。于是我们就把这些计算机称为CISC(复杂指令系统计算机)。
(2)简单指令集
在发现了上述弊病以后,科学家们开始寻求解决办法。1975年IBM公司开始研究指令系统的合理性问题。其结果发现,CISC电脑中,各种指令的使用频率相差悬殊,最常使用的一些比较简单的指令,仅占指令总数的20%,但在程序中出现的频率却占80%。于是着眼于减少指令的执行周期数,简化指令使计算机结构更加合理并提高运行速度的RISC电脑开始出现。
CPU发展史:(三)三分天下之序幕
虽然Intel已经接连出错,但其市场基础扎实,资金雄厚。短时间内竟不显败象,实在令人佩服,就在这时Intel又要做决定了。我们的故事应该从这里正是开始……
1.万事皆由Intel起,PII拱手让市场
1997年对于所有Wintel体系的兼容CPU生产厂家而言,可算是悲喜交加的一年了。在这一年里的大部分时间里,Intel不但凭借其Pentium MMX(P55C)系列CPU仗剑天下,打得AMD K6和Cyrix M II等芯片毫无还手之力,更有取得专利保护的Slot 1主板的推出。反观,其他的PC系统CPU生产厂家,由于不能继续在CPU接口上同Intel保持兼容,他们被逼上了绝境,前途一片暗淡。就在业界一致认为Intel行将一统江湖之时,Intel却做出了一个令人十分吃惊的决定:退出Socket 7市场,为PC系统开发100MHz的新架构。为什么Intel会在Slot 1市场还未完全成熟,而Socket 7又正当壮年之时宣布退出呢?
原来,它也有其难言之隐。首先,从386以来,AMD和Cyrix便一直跟跑在后,哪一次技术革新不是Intel出钱出力,最后又让他们来兼容,争夺市场。与其这样不如干脆给他来个连根拔起,断了你兼容的念头。再者说,业界在66MHz的外频下已经停留了很长时间,Socket 7架构已经发展得十分成熟,如果从这里来提升系统外频,不但对新技术的运用有一定限制,而且其利润也不如新东西来得高。所以权衡再三,Intel终于做出了这个现在看来几乎不可思议的决定。由此一场波澜壮阔的"芯"际大战便拉开了序幕。
2.闪电出击,AMD终成大器
AMD这个名字,大家一定再熟悉不过了。打从知道他的那天起,在我印象里他就是篮球队里的最佳第六人,绿荫场上的超级替补。Intel刚宣布退出Socket 7市场,AMD就敏锐地抓住了这一百年不遇的良机,坚定的在 Socket 7架构上推出高频K6。并率先发难,带头提出了Super 7架构,大有要和Intel分庭抗礼之势。于是本来最早由Intel提出的100MHz外频概念,成了AMD反击Intel的主要武器。各大系统芯片开发商也鼎力相助,VIA的MVP3、SIS的5591、ALI的Aladdin Ⅴ等系统芯片组也如雨后春笋一般冒了出来,由于众志成城,开发措施得力,100MHz外频在Super 7架构上比Slot 1的440 BX芯片组早进入市场。且其综合性能比在66MHz下要高出6.8%~15%左右(这主要归功于100MHz主频对前置总线的2级缓存的影响),反观Slot 1架构却只有2%~5%的提升。100MHz外频这柄双刃剑终于砍伤了Intel自己。而AMD也因此声名大震。
3.避而不战,Cyrix的衰落
讲到这里不能不提一下作为CPU三大厂商之一的Cyrix。由于他一直把Intel估计得过于强大,从不犯错。所以,面对Intel的步步紧逼,他几乎不愿和Intel做任何正面交锋,甚至放缓了针对主流CPU市场的6x86MX系列CPU的开发,转而致力于研发多功能合一的Media GX系列处理器。以至在97年底前后的风波中显得措手不及,毫无应变能力。随着AMD市场份额的扩大,而缩小了自己的市场。从486中最cool的"芯",有些高烧的6x86,再到Media GX,Cyrix一步步衰落了。
(3)流水线
介绍流水线结构打个比方最容易。请大家设想一下工厂里产品装配线的情况,在我们想要提高它的运行速度的时候,是怎么做的呢?答对了。把复杂的装配过程分解成一个一个简单的工序,让每个装配工人只专门从事其中的一个细节,这样每个人的办事效率都会得到很大的提高,从而使整个产品装配的速度加快。这就是流水线的核心思想。
(4)超标量技术
如果说,流水线是依靠提高每个"操作工人"的效率来达到促进整体的结果的话,那超标量就纯粹是在增加"工人"的数量了。它通过重复设置大量的处理单元,并按一定方式连接起来,在统一的控制部件控制下,对各自分配的不同任务并行的来完成不同操作。由此近年来电脑微处理器发展的基石总算奠定了下来,接下来考虑的就是如何提高流水线的使用效率和研发更先进的并行技术了。
2.一招出错,Intel尽失先机
或许现在很多人都认为Intel逐渐失去绝对的垄断地位是从AMD发布K6处理器开始的,但在我看来事实并非如此。就像我文章一开始就提到的那样,高手间的过招,不但要打败对手,同时更需要战胜自己。就在Intel主流桌面市场全面告捷的同时,它已经开始了第一次冲击高端工作站和服务器市场的尝试。Pentium Pro(简称P6)正是应此要求出现的,它一经问世,就获得了满堂喝彩。我们需要给予肯定的是P6的内核确实十分先进,就是现在的Pentium III的核心也继承了它的血脉。当然超能奔腾给我们留下最深印象的还是它一体双腔的设计方案,这是款X86处理器发展史上第一次把大容量L2缓存集成到CPU上和核心放置非常接近的产品,但以当时的工艺制造水平根本没有办法解决热量的问题。这款穷尽Intel心血的处理器最终没能进入主流市场,不但消耗了大量资金,更要命的是用去整整研发一代CPU所需要的时间,这才让后来的AMD K6有机可乘。
如果说上面的论述我还有几分自信能引起一些读者赞同的话,下面的想法则完全属于个人奇谈怪论。我认为Intel另一个不大不小的失误就出在风靡一时MMX指令上。MMX技术实质上是"单指令流、多数据流"数据处理方式(SIMD)的一项具体应用。它允许CPU同时对2、4甚至8个整数数据进行并行处理,而丝毫不影响系统的速度。在Pentium MMX结构的CPU中,增加若干64位的寄存器来完成上述使命。其最初目的是用于提高CPU对3D数据的处理能力,但实质上3D技术更需要的是浮点运算。随后出现的3DNow!、SSE和用于苹果电脑的AltiVec指令系统很快便让其走入了历史。
超威半导体(AMD,Advanced Micro Devices, Inc.),是一家集成电路的设计和生产公司,成立于1969年,专为电脑、通信及电子消费类市场供应各种芯片产品,其中包括用于通信及网络设备的微处理器、闪存以及基于硅片技术的解决方案等。总公司设于美国加州硅谷内森尼韦尔,除了在世界各大城市设有办事处之外,还在美国、欧洲、日本及亚洲等地设有生产中心。公司有超过 70% 的收入来自国际市场,是一家真正意义上的跨国公司。公司在美国纽约股票交易所上市,代号为AMD。
AMD是目前唯一可与Intel匹敌的CPU厂商。AMD出品之CPU的特点是以较低的核心时脉频率产生相对上较高的运算效率,其主频通常会比同效能的Intel CPU低1GHz左右。自从Athlon XP上市以来,AMD与Intel的技术差距逐渐缩小。而在2003年时AMD抢先于Intel之前发表了具有64位元寻址的Athlon 64中央处理器,使得AMD的技术已经与Intel相当,或甚至在某些方面已经领先于Intel。在2005年时AMD追随Intel的脚步发布了拥有两个核心的中央处理器——Athlon 64 X2,该系列产品与Intel稍后推出的Core 2系列改良版双核心处理器,是目前PC用CPU里面效能最佳的两套系统。而由于两家厂商目前都是以双核心系统作为新产品的开发主轴,使得AMD的Athlon 64 FX-57成为世界上最快的单核心民用中央处理器(其他效能更高的产品都是采用双核心架构)。
AMD 年表
1969年,5月1日公司成立。
1970年,Am2501开发完成。
1972年,9月开始生产晶圆,同年发行股票。
1973年,1月第一个生产基地落成在马来西亚。
1975年,AM9102进入RAM市场。
1976年,与Intel公司签署专利相互授权协议。
1977年,与西门子公司创建AMC公司。
1978年,一个组装生产基地的落成在马尼拉。同年AMD公司年营业额达1亿美元。
1979年,股票在纽约上市,奥斯丁生产基地落成。
1981年,AMD制造的芯片被用于的建造航天飞机,同年决定与Intel公司扩大合作。
1982年,新式生产线(MMP)开始投入使用。
1983年,新加坡分公司成立,同年推出INT.STD.1000质量标准。
1984年,曼谷生产基地建设并扩建奥斯丁公厂。
1985年,被列入财富500强。同年启动*芯片计划。
1986年,10月,AMD公司首次裁员。
1987年,索尼公司合作生产CMOS芯片,4月向INTEL提起诉讼,这场官事持的续5年,以AMD胜诉告终。
1988年,10月SDC基地开始动工。
1990年,5月Rich Previte成为公司的总裁兼首席执行官。
1991年,3月生产AM386 CPU。
1992年,2月AMD对Intel法律诉讼结束,AMD胜诉,获得生产386处理器的资格。
1993年,4月开始生产闪存,同月,推出AM486
1994年,1月AMD与康柏公司合作,并供应AM485型 CPU。
1995年,Fab 25建成。
1996年,AMD收购NexGen。
1997年,AMD-K6出品。
1998年,K7处理器发布。
1999年,Athlon处理器问世。
2000年,AMD在第一季度的销售额首次超过了10亿美元,打破了公司的销售记录,同年Fab 30开始投入生产。
2001年,AMD推出面向服务器和工作站的AMD 速龙 MP 双处理器。
2002年,AMD收购Alchemy Semiconductor。
2003年,AMD 推出面向服务器Opteron(皓龙) 处理器,同年9月,推出第一款桌面级的64位微处理器。
2006年,AMD发布了Socket AM2,以取代Socket 754和Socket 939。
2006年,7月24日,AMD收购ATi
AMD CPU年表
1989年 Am386SX/DX
1993年 Am486
1996年 K5
1997年4月 K6
1998年 K6-ii
1999年2月 K6-iii
1999年6月 K7 Athlon
2001年10月 K7 Palomino 核心 Athlon XP
2004年1月 K7 Barton 核心 Athlon XP
2004年9月 K8 Socket 754 Athlon 64, Socket 940 Athlon 64 FX
2004年7月 K8 Sempron
2004年6月 K8 Socket 939 Athlon 64
2005年3月 K8 Socket 754 Turion 64
2005年4月 K8 Athlon 64 X2 Dual-core
2006年5月 K8 Socket AM2 Athlon 64, Socket S1 Turion 64 X2
2006年8月 K8 Socket F Opteron
产品评价
AMD处理器产品特点可分为三个阶段:
第一阶段
80486至K6阶段。初期的产品策略主要是以较低廉的产品价格为诉求,虽然最高性能不若同期的Intel产品,但却拥有较佳的价格性能比。
第二阶段
K7阶段。K7的性能尤其是在浮点运算能力方面,受到不少DIY(自行组装电脑)用户的欢迎。由于相对于Intel,AMD对于CPU的倍频锁定限制较松,因此广受许多超频用户的欢迎。但也由于缺乏过热保护,超频过度的K7系列CPU有较高的烧毁风险,导致部分消费者对其稳定度的信心偏低。
第三阶段
K8阶段。由于率先于Intel之前优先投入64位元CPU的市场,使得AMD在64位元CPU的领域有比较早发展的优势,此阶段的AMD产品仍采取了一贯的低主频高性能策略,解决因为电气性能有限导致CPU不稳定和发热量、耗电功率过大的问题。
产品线
Athlon 64
Sempron
Turion 64
Opteron
Geode
AMD的产品线中,大致分为 Sampron、Athlon 64 与 Athlon FX三大系列
Sampron 属于较低阶配备,工作频率低,但温度相对低很多。
Athlon 64 X2 属于双核心技术,适用于要处理多工作的使用者。
Athlon FX 属于单核心技术,执行效能较高,虽然不具备多线程处理能力,但对多媒体处理、3D游戏,FX系列是最佳的选择。
ATI
超威于2006年7月24日(GMT+8)宣布以54亿美元全面并购ATi,到2006年7月底并购工作已经开始,原ATi的研发中心都已开始人事变动,AMD和ATi在等待来自联邦法院的裁决,认定该兼并生效。
ATi公司是一家致力于开发图形处理芯片的公司,其影雷系列显示芯片是民用图形显示市场上占据较大份额的芯片之一。除显示芯片之外,ATI最近还开发主板控制芯片。有人认为,AMD并购ATi就是为了期望拥有自主主板控制芯片研发能力,不再受制于台湾的芯片厂商和Nvidia。但是有人担心,兼并ATi后,在图形芯片领域AMD和Nvidia最终会从现在的合作走向竞争。