多核时代已来临 未来多核CPU发展全览

主频之路走到拐点

主频之路走到拐点

　　主频之路已经走到了拐点。桌面处理器的主频在2000年达到了1GHz，2001年达到2GHz，2002年达到了3GHz。但在将近5年之后我们仍然没有看到4GHz处理器的出现。电压和发热量成为最主要的障碍，导致在桌面处理器特别是笔记本电脑方面，Intel和AMD无法再通过简单提升时钟频率就可设计出下一代的新CPU。

　　面对主频之路走到尽头，Intel和AMD开始寻找其它方式用以在提升能力的同时保持住或者提升处理器的能效，而最具实际意义的方式是增加CPU内处理核心的数量。多核时代开创于2005年春季，其标志是Intel的Pentium D 2=800双核芯片，而AMD紧随其后发布了Athlon 64×2芯片。在第一轮Benchmarks的肉搏战中，AMD获得了很大的优势，而Intel随后在2005年秋季发布的Pentium D 900系列并未对AMD的×2产品线造成实质性反击。

　　去年Intel为了重返领导位置而加速了追击，素以AMD的领跑并未持续多久。2006年1月Intel发布了首款双核移动处理器Core Duo，这一全新的处理器为笔记本性能带来了很大进步。继这次成功之后，Intel在2006年夏季同时发布了Core 2 Duo桌面（Conroe）和移动（Merom）处理器，这被视为Intel历史上最成功的产品发布。而与此同时，AMD则毫无进展。

　　那么AMD面对咄咄逼人的Core 2 Duo，会有什么样的反应作为反击？Intel又为今年和明年储存了什么优势技术？这两家公司将会怎样扩展刚刚面世的四核技术？在此，我们将会解答这些问题，并且探索Intel和AMD的产品路线图，不过目前双方官方发布的技术仍然未有明确阐述。

2007年第二季度

2007年第二季度 Santa Rosa发布

　　在Athlon 64×2处理器扳倒Intel的Pentium D芯片后不久，Intel开始把芯片工艺转移到65纳米，并且全球发布了广受好评的Core 2 Duo处理器，接着AMD便发现自己又陷入了熟悉的落后者的角色。AMD在2006年第升级了Athlon 64×2产品线，首次引入65纳米工艺。而在今年，AMD将会继续扩展65纳米工艺Athlon 64×2处理器，得益于耗电量的下降，可能会采用更高的时钟频率。

　　Bearlake

　　Intel在今年上半年发布了Bearlake芯片组，它具备1333MHz的前端总线，并且支持包括DDR2-800和DDR3-1333等更快的内存；支持全新的Core 2 Duo处理器——Core 2 Duo E6650、E6750以及E6850。而且Bearlake家族被拆分为具备独立PCI Express显卡插槽的P系列，以及内置集成显卡的G系列。

　　而AMD今年发布的690芯片组和G35芯片组都支持HDCP，使得主板制造商可以更方便地将其与HDMI视频输出配对。除此之外，Intel在6月份通过将Core 2 Quad Q6400添加到产品线，扩展了主流Core 2 Quad桌面芯片。而低价的四核芯片可以让消费者意识到四核真的有益于主流水平。

　　移动平台前端总线

　　5月9日，Intel发布了全新的Centrino Duo和Centrino Pro移动平台，代码名都为Santa Rosa。这一平台围绕新一代Core 2 Duo处理器进行构架，并且平台还支持高端2.4GHz Core 2 Duo T7700版处理器。平台的新芯片组代号为Crestline，包括了800MHz前端总线，即使在07年末800MHz RAM登陆市场，前者也能有效提高产品性能。Santa Rosa的其他元素还包括Kedron无线网卡，它具备802.11n（Draft N）的协同性，但并未像我们此前所预期的那样，集成3G和WiMax的可用组件。

　　最终的官方发布平台中，最令我们兴奋的是Robson技术，它的官方名称为众所周知的Turbo Memory，迅盘。它把闪存集成到主板上，可以储存常用信息的cache，比如操作系统和软件等，因此我们能够在不使用硬盘的情况下启动电脑或者运行程序。Intel的Turbo Memory技术能够有效把电脑的启动时间缩短20%。

　　AMD同样会在今年第四季度投入Kite升级其平台。其平台的集成度要低于Intel，AMD官方称其系统是一个“开放的生态系统”，允许笔记本制造商自由选择平台内的无线和图形模块。因此Kite的更新将会集中在一个新的处理器家族，开发代码为Hawk。新处理器标志着AMD的移动处理器向65纳米制造工艺转换，并且支持800MHz DDR2处理器和更高的性能。AMD称Kite的芯片组将会支持HDMI和802.11n（也就是Draft N）无线解决方案。AMD的下一代移动平台将会支持最终的802.11n标准，而这一标准预计将会在2009年四月份获得批准。

　　AMD在2006年12月份的分析日上发布了一份产品路线图，并且暗示Kite会兼容其他集成闪存芯片的混合硬件设备，以实现快速交换数据。

2007年第三季度

2007年第三季度 AMD发布原生四核

　　AMD原生

　　代码名为巴塞罗那（Barcelona）的四核皓龙（Opteron）服务器与工作站CPU，将会在07年第三季度，同时这也是AMD全年最重要的发布。巴塞罗那是AMD的第一款原生四核CPU，它拥有全新的架构以及65纳米制造工艺。巴塞罗那对提升AMD现有的Quad FX平台颇有帮助，因为后者的主板可以容纳2块物理双核处理器。

　　采用原生设计的主要优势在于能够通过统一的cache在不同的核心中平衡运算负载，包括允许单核或者双核使用所有的cache，理论上讲，可以大幅提高数据的传输性能。在目前的配置下，一对双核CPU可以组成四核电脑，每只CPU只能使用为它所设计的cache，而不能与其他CPU共享cache。自然皓龙的设计会以此为突破口。

　　英特尔高端Bearlake芯片组准备就绪

　　无论英特尔的主流Bearlake芯片组是否会在Q2还是Q3推出，英特尔已经确定将会在七月份Bearlake家族的高端成员X38面世之前推出。主要面向游戏爱好者以及硬件发烧友，而X38将会支持1333MHz DDR3内存，并且具备一对PCI Express 2.0图形接口，是目前PCI Express接口数据带宽的两倍，从2.5Gbps提升至5Gbps。这将有效提升3D图形性能，特别是以高分辨率运行的下一代游戏。

　　我们所不知道的是这些双插槽主板是否只支持ATI的交火双显卡模式，就像目前英特尔的975X主板一样，或者英特尔和Nvidia将会最终走到一起，并且新增对英特尔芯片SLI的支持。自从Nvidia凭借自身的nForce SLI芯片组获得一席之地，从任何角度来讲，英特尔X38芯片组都将证明会被游戏爱好者广泛接受，并且对于内存和图形性能都有提升。

2007年第四季度

2007年第四季度 英特尔转向45纳米

　　AMD专注于桌面四核

　　如果四核皓龙的进展能够一切依计划而行，那么我们应该在2007年年底之前看到第一款原生四核速龙（Athlon）桌面处理器。而且目前已经有传言称其将会在今年第四季度之前面世，但AMD官方并未给出任何信息，所以我们还是应该保守地认为发布日期是第四季度。我们都知道这些开发代码为Agena的新芯片将会使用Barcelona核心，包括HyperTransport 3.0。AMD目前的速龙使用HyperTransport 2.0在不同的电脑系统传输数据，而HyperTransport 3.0将会拥有更快的速度和性能。而它是否有足够的性能帮助Agena以及其双核版本Kuma超越英特尔的Core 2 Duo仍然是一个疑问。

　　对于AMD而言，引入原生四核桌面处理器至关重要，因为AMD的Quad FX方案无法与英特尔的高速四核Core 2 Extreme或者Core 2 Quad芯片相提并论。确切来讲，英特尔的Core 2 Quad芯片并非技术上的原生四核，因为其设计包含了两个独立的L2 cache分配给每对处理核心。但65纳米Core 2 Quad比目前的Quad FX性能更强，而且发热更低，后者必须要求在一块主板上配置两颗物理90纳米CPU，并且要求强制冷效果的散热硬件。

　　英特尔赢在45纳米

　　当然英特尔不会甘心落后，他已经完成了45纳米制造工艺，并且会在年底之前推出相应产品。在Core 2 Duo的其他产品线之前，Core 2 Extreme X6800的发布也颇为类似，英特尔最高端的45纳米桌面处理器将会在2007年底之前面世，开发代码分别为Wolfdale（双核）以及Yorkfield（四核）的处理器将会在2008年初进入主流，而且我们估计它有可能在明年的CES展会上发布。在绝大多数方面，这两款产品都拥有更高的能效比，所以Wolfdale/Yorkfield家族可能不会引入重要的技术革新或者性能飞跃。他们都是45纳米处理器，所以英特尔应该能够提供比目前这代酷睿2更高的初始时钟频率以及更大容量的cache，但最具意义的纯技术革新在于引进了被称为SSE 4.0的全新系列多媒体以及性能指令，它将有效提升数据处理效率，并且有望提升处理器的整体性能。

2008年上半年

2008年上半年 Puma与Penryn共同面世

　　Socket接口

　　在这段时期，AMD的下一代四核处理器应该已经面世，而且其甚至有可能成为性能最强的桌面处理器。如果其绝对性能还无法达到第一，那么它的下一代主板接口——Socket AM3——也会令其性能拥有质的突破。通过添加对1333MHz DDR3内存的支持，Socket AM3接口将会令AMD芯片的性能可以与英特尔Bearlake芯片组相提并论。据我们所知，这款兼容Socket AM3的处理器也适合目前的Socket AM2主板，所以如果我们在今年买了一台AMD平台的电脑，那么即使在明年更换了CPU，也还是可以保留目前的平台。

　　移动平台改进

　　借助在2008年上半年发布的Puma（美洲狮）平台，AMD将会推出一款全新设计的移动处理器，开发代码名为Griffin（狮鹫）。这款CPU拥有电源管理方面的关键进步，它将引入分离电源计划。每一个处理器核心都拥有独立的电源计划，并且在继承的内存控制器和HyperTransport链接下还拥有第三个电源计划。这种设计使得Puma芯片组可以独立地控制每一个电源计划，根据工作负荷分配并且保留电能。AMD承诺通过应用与HyperTransport同样的动态范围来进行电源管理，并且进一步节约电能。最终，Puma将会提供一个名为Power Xpress的集成的图形解决方案，这一方案将会在系统不忙时，自动转换到集成显卡，以此扩展电池的使用时间。

　　除了优化的电源管理之外，Puma内芯片之间的连接也会符合HyperTransport 3.0标准，可以运行在更高的时钟频率上，并且理论上可以更高效地使用内存。新平台的其他技术升级包括最终版的802.11n规格以及DirectX 10，还有AMD的Universal Video Decoder视频解码技术，这项技术能够在芯片组上提供独立的视频处理功能。

　　尽管英特尔仍然对Santa Rosa发布之后的其他计划守口如瓶，但观察家们普遍认为2008年的上半年——甚至有可能是第一季度——是最有可能发布45纳米移动版Penryn的时间。特别是酷睿2双核处理器之后，Penryn拥有多项技术进步，将会大幅提升多媒体应用程序性能的SSE 4.0指令就是其中之一。另一项重要进步是英特尔将会使用全新的材料制造晶体管，这将进一步降低电力消耗。

　　根据多项报告的显示，Penryn将会成为英特尔Montevina平台（Centrino平台的升级）的中心组成部分。新平台基于此前的架构，集成了具备1066MHz前端总线的Cantiga新芯片，并且集成支持WiMax大范围无线网络技术的Shiloh无线模块。另外预计Montevina将会包含Robson 2.0技术，它可以为Windows Vista提供瞬时启动能力；而且会包含英特尔Trusted Execution Technology技术，保护数据免受病毒侵害。

2008年下半年

2008年下半年 为32纳米做准备

　　迎接Nehalem

　　Penryn是英特尔提高能效比的举动，而将会在2008年下半年面世的Nehalem则引入了全新的架构。它的出现让2008年变得更有活力，而根据英特尔目前所公布的发布计划，在Nehalem之后将会有进一步的计划。2009年将会提供能效比更加出色的32纳米工艺芯片，开发代码为Westmere，而在2010年，将会再次引入新的芯片架构设计，开发代码则为Gesher。

　　英特尔提出了一个芯片制程工艺改进时间表，我们可以看到，从05年开始，每两年制程工艺会进行一次重大革新。

　　尽管目前我们对于Nehalem还所知不多，但从多方的消息来源来看，英特尔将会修改前端总线，并且会通过通用系统界面（Common System Interface）把CPU与主板上的其他部分相连，这一界面是由英特尔所设计，并且是与AMD的HyperTransport相竞争的主要武器。AMD的计划目前还所知不详，我们认为至少能在2008年底之前看到45纳米皓龙Opteron的面世。

　　押宝WiMax

　　在无线方面，我们认为英特尔将会在2008年年内将其Intel WiMax Connection 2300集成到其移动平台。这项技术在一块芯片上集成了WiMax（802.16e-2005）、802.11n Wi-Fi以及HSDPA 3G连接。英特尔将会首先在2008年早期发布WiMax Connection 2300卡，但出于成本考虑，英特尔将这一切集成到芯片组内无疑是很好的选择。

多核CPU发展现状

多核CPU发展现状

　　桌面CPU回顾

　　双核PC时代在2005年4月正式开始，当时英特尔发布了至尊版奔腾840处理器，是一款主频3.2GHz的90纳米芯片，紧随其后的就是走向主流的奔腾D 800系列CPU。而英特尔的第二代双核处理器奔腾D 900系列在2006年年初发布，并且开始将英特尔的制程工艺全面转向65纳米。在这段时期，由于集成了优秀的内存管理器，并且可以运行在与CPU相同的频率，所以AMD的90纳米双核Athlon 64×2产品线开始获得广泛的追捧。而此时英特尔处理器仍然需要通过低速的前端总线交换数据，让系统内存与CPU进行沟通。

　　笔记本CPU回顾

　　英特尔目前的主流移动平台是最早在2003年就出现的Centrino平台。它集成了处理器、无线模块以及图形芯片等，这样可以获得最优化的性能以及最长的电池使用时间。第三代Centrino（Yonah）在2006年年初发布，它提供了第一代移动双核，而且在当年4月提供了单核Yonah处理器。而新的Centrino平台包含一个Core处理器，英特尔Mobile 945 Express芯片组以及英特尔PRO/Wireless 3945ABG Wi-Fi。