PC的足迹--奔腾的心《四》
来源:互联网 发布:java中常用关键字 编辑:程序博客网 时间:2024/04/28 23:29
1993年3月22日,一个全面超越486处理器的586处理器面世,Intel为了区别之前的486处理器,特意将这个处理器命名为Pentium[20]。Pentium处理器有三个基本版本,P5、P54C和P55C处理器。P5处理器是Intel第一个将指令Cache和数据Cache分离的处理器;P54C处理器实现了Local APIC,一种替代8259A的全新的中断控制器,P54C处理器的前端总线可以支持2个处理器;P55C处理器支持MMX。除此之外Pentium处理器支持两个指令流水线,分别是u流水线和v流水线,支持动态指令分支预测。拥有这些全新功能的Pentium处理器,其综合性能比之前的486处理器高得多。在Pentium处理器面世后,Microsoft发布了最新一代操作系统Win95。Win95和Pentium处理器使得Wintel组合步入黄金时代,一时间这个组合在PC领域,打遍天下无敌手。
AMD迅速做出回应,在1994年AMD在微处理器技术论坛年会上展示了AMD未来最新的产品K5处理器,计划中的这颗处理器比同主频的Pentium,其性能高出30%。但AMD的K5计划却一波三折,产品迟迟无法面世,直到1996年3月,这颗处理器才正式发布[21]。AMD也在这一年遭受了巨大的打击,第一次解雇了大约450名员工。直到1997年4月推出K6处理器后,AMD才扭转颓势,在此之前AMD的处理器技术一直落后于Intel,只是靠着低价策略维持着较低的市场占有率[21]。K6处理器的推出是AMD公司的一个里程碑,这颗被评论家称为“AMD有史以来最好的,最强大的,最具战略性的产品”从某种程度上说挽救了AMD,从这以后AMD才有资格在设计能力上和Intel一较高下。随后AMD发布了一系列基于K6内核的处理器,包括K6,K6II,K6 II+,K6III和K6 III+几个子系列,几十种处理器。据AMD称,从内核效率的角度上来说,K6与同主频的Pentium II性能相当,而Pentium II的发布时间却是1997年5月7日[20]。
在AMD发布K6处理器之前,Intel推出一个对于IA32具有划时代意义的内核P6。基于P6内核的第一个处理器Pentium Pro于1995年11月发布[20]。如果说386处理器使x86处理器由原始迈向文明,P6内核使x86处理器从文明步入现代。P6内核有三个版本,分别是Klamath、Deschutes和Katmai。
Pentium Pro和早期的Pentium II使用Klamath内核。Pentium II的后期版本,Celeron Covington(赛扬一代,一个失败的处理器),Celeron Mendocino(赛扬二代,一个时代的经典,赛扬300A可以轻松超频到450MHz)、First Xeon(志强一代Pentium II Xeon)、Celeron Dixon(Mobile Pentium II)使用Deschutes内核。Pentium III、Pentium III Coppermine、XeonTanner和Xeon Cascades使用Katmai内核[13]。这些内核优点多多,一代更比一代强。
与Pentium相比,Pentium Pro内核做出了极大的变化。Pentium Pro内核的出现几乎终结了CISC和RISC孰优孰劣的争论。x86处理器一直使用CISC指令集,CISC指令集最大的问题是指令的不对等。这种不对等的指令造成指令流水线的不对等,Pentium处理器u、v流水线的不对等正是源自于此。不对等的指令流水会影响系统负载均衡,导致流水线利用率较低。
从Pentium Pro处理器开始,IA32处理器不再执行复杂的多字节的IA32指令,处理器的译码逻辑将IA32指令分离为长度固定的指令原语μops。虽然处理器的指令还是CISC,但是在指令流水中运行的却是标准的RISC指令——μops。Pentium Pro的这些革新,使其可以使用在RISC实现已久的Superscaler机制和乱序执行,这也是有人戏称Pentium Pro处理器是披着CISC外衣的RISC机的主要原因。
P6的后续处理器,如Pentium II,Pentium III在Pentium Pro的基础上进行了许多改进。如Pentium II处理器增强了电源管理功能,将PAE36替换为PSE36,FSB总线协议从GTL省级为GTL+,增加了SYSENTER和SYSEXIT指令加快系统调用的处理;而Pentium III又在Pentium II处理器的基础上,将MMX升级为SSE,生产工艺也一直再提高[13]。但是这些变化远没有Pentium到Pentium Pro这次变化大。Intel的P6处理器取得了商业上的成功,但是这种商业上的成功并不意味着技术的绝对领先。
AMD一直再努力。K6内核的成功使AMD在PC处理器市场站稳脚跟,而之后的K6 II,K6III内核不断对Intel的P6内核穷追猛打。这些处理器以较高的性能价格比不断蚕食着Intel的市场,而在这个过程中Intel力推的RDRAM并不被市场接受,加上i820芯片组的严重缺陷,使得在这一时间段里AMD活得相当好。
AMD没有满足K6的成就,于1999年6月23日,推出K7处理器,并将之命名为Athlon,中文名为速龙[21] 。K7处理器将前端总线的速度提高到200MHz,并在2000年3月6日,率先推出1GHz的Athlon(基于K75核心)[21] 。这是有史以来AMD处理器的主频第一次超过Intel的处理器。在同年6月,AMD连续推出Thunderbird和Duron处理器。至此AMD在中高低端处理器领域都具有和Intel直接对话的能力。此时的Intel再也不能无视AMD在PC领域上的成就,一场CPU主频的竞争徐徐拉开帷幕。
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