詳解Intel和AMD雙核電腦CPU

2020-01-30 21:47:40

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請看（計算機愛好者，學習計算機基礎，電腦入門，請到本站http://www.49028c.com，我站同時提供計算機基礎知識教程，計算機基礎知識試題供大家學習和使用），Intel和AMD各自的雙核，我們重點是學習它們的區別，只有在了解之后才能知道，選哪一個更好，或者更有性價比。
要指正的是，intel和AMD的緩存的用處是不一樣的，并不能直接相比，轉貼中關于緩存的說法是錯的。
AMD L1緩存與L2緩存和INTEL L1緩存L2緩存大小無可比性，大家可不要亂來比。INTEL的 L1 緩存是數據代碼指令追存緩存，而AMD L1緩存是實數據讀寫緩存。INTERL L1緩存里存著數據在L2緩存里的地址，L1 緩并不存有實際數據，所以大家看到INTEL CPU的 L1 緩存都比較小。
相反AMD L1緩存里則存實際數據，當L1 緩存滿了時,再把數據存到L2 緩存，所以大家看到AMD CPU的L1緩存都比較大，為128K。
因為L1緩存比L2緩存的延遲速度更小，所以在緩存上，AMD CPU 比 INTEL CPU的效率更高。
而說起L2緩存的大小，我們強調 INTEL CPU的L2緩存超大，不過L2緩存其實在一般使用中并沒起到什么作用，反而倒浪費了消費者錢。

CPU處理數據概率
CPU使用0-128K緩存的概率是80%
CPU使用128-256K緩存的概率是10%
CPU使用256-512K緩存的概率是5%
CPU使用512-1M緩存的概率是3%
CPU使用更大緩存的概率是2%
所以說太大的緩存并不是很有用。
AMD和Intel的內存控制的架構都不一樣，僅僅用幾個數據根本無法反映出實際情況，實際上是AMD的架構更不存在瓶頸，Intel的共享FSB架構需要和其它硬件設備爭奪帶寬，延遲也大，大L2的目的也正是為了降低FSB瓶頸的影響。

雙核處理器可以說是CPU領域最大的亮點。畢竟X86處理器發展到了今天，在傳統的通過增加分支預測單元、緩存的容量、提升頻率來增加性能之路似乎已經難以行通了。因此，當單核處理器似乎走到盡頭之際， Intel、AMD都不約而同地推出了自家的雙核處理器解決方案：Pentium D、Athlon 64 X2！
　　所謂雙核處理器，簡單地說就是在一塊CPU基板上集成兩個處理器核心，并通過并行總線將各處理器核心連接起來。雙核其實并不是一個全新概念，而只是CMP(Chip Multi Processors，單芯片多處理器)中最基本、最簡單、最容易實現的一種類型。

一、處理器協作機制：
AMD Athlon 64 X2
　　Athlon 64 X2其實是由Athlon 64演變而來的，具有兩個Athlon 64核心，采用了獨立緩存的設計，兩顆核心同時擁有各自獨立的緩存資源，而且通過“System Request Interface”（系統請求接口，簡稱SRI）使Athlon 64 X2兩個核心的協作更加緊密。SRI單元擁有連接到兩個二級緩存的高速總線，如果兩個核心的緩存數據需要同步，只需通過SRI單元完成即可。這樣子的設計不但可以使CPU的資源開銷變小，而且有效的利用了內存總線資源，不必占用內存總線資源。
Pentium D
　　與Athlon 64 X2一樣，Pentium D兩個核心的二級高速緩存是相互隔絕的，不過并沒有專門設計協作的接口，而只是在前端總線部分簡單的合并在一起，這種設計的不足之處就在于需要消耗大量的CPU周期。即當一個核心的緩存數據更改之后，必須將數據通過前端總線發送到北橋芯片，接著再由北橋芯片發往內存，而另外一個核心再通過北橋讀取該數據，也就是說，Pentium D并不能像Athlon 64 X2一樣，在CPU內部進行數據同步，而是需要通過訪問內存來進行同步，這樣子就比Athlon 64 X2多消耗了一些時間。

二、二級緩存對比：
　　二級緩存對于CPU的處理能力影響不小，這一點可以從同一家公司的產品線上的高低端產品當中明顯的體現出來。二級緩存做為一個數據的緩沖區，其大小具有相當重大的意義，越大的緩存也就意味著所能容納的數據量越多，這就大大地減輕了由于總線與內存的速度無法配合CPU的處理速度，而浪費了CPU的資源。
　　事實上也證明了，較大的高速緩存意味著可以一次交換更多的可用數據，而且還可以大大降低高速緩存失誤情況的出現，以及加快數據的訪問速度，使整體的性能更高。
　　就目前而言，AMD的CPU在二級高速緩存的設計上，由于制造工藝的原因，還是比較小，高端的最高也只達到2M，不少中低端產品只有512K，這對于數據的處理多多少少會帶來一些不良的影響，特別是處理的數據量較大的時候。Intel則相反，在這方面比較重視，如Pentium D核心內部便集成了2M的二級高速緩存，這在處理數據的時候具有較大的優勢，在高端產品中，甚至集成4M的二級高速緩存，可以說是AMD的N倍。在一些實際測試所得出來的數據也表明，二級緩存較大的Intel分數要高于二級緩存較小的AMD不少。

三、內存架構對比：
　　由Athlon 64開始，AMD便開始采用將內存控制器集成于CPU內核當中的設計，這種設計的好處在于，可以縮短CPU與內存之間的數據交換周期，以前都是采用內存控制器集成于北橋芯片組的設計，改成集成于CPU核心當中，這樣一來CPU無需通過北橋，直接可以對內存進行訪問操作，在有效的提高了處理效率的同時，還減輕了北橋芯片的設計難度，使主板廠商節約了成本。不過這種設計在提高了性能的同時，也帶來了一些麻煩，一個是兼容性問題，由于內存控制器集成于核心之內，不像內置于北橋芯片內部，兼容性較差，這就給用戶在選購內存的時候帶來一些不必要的麻煩。
　　除了內存兼容性較差之外，由于采用核心集成內存控制器的緣故，對于內存種類的選擇也有著很大的制約。就現在的內存市場上來看，很明顯已經像DDR2代過渡，而到目前為止Athlon 64所集成的還只是DDR內存控制器，換句話說，現有的Athlon 64不支持DDR2，這不僅對性能起到了制約，對用戶選擇上了造成了局限性。而Intel的CPU卻并不會有這樣子的麻煩，只需要北橋集成了相應的內存控制器，就可以輕松的選擇使用哪種內存，靈活性增強了不少。
　　還有一個問題，如若用戶采用集成顯卡時，AMD的這種設計會影響到集成顯卡性能的發揮。目前集成顯卡主要是通過動態分配內存做為顯存，當采用AMD平臺時，集成在北橋芯片當中的顯卡核心需要通過CPU才能夠對內存操作，相比直接對內存進行操作，延遲要長許多。

四、平臺帶寬對比：
　　隨著主流的雙核處理器的到來，以及945、955系列主板的支持，Intel的前端總線將提升到1066Mhz，配合上最新的DDR2 667內存，將I/O帶寬進一步提升到8.5GB/S，內存帶寬也達到了10.66GB/S，相比AMD目前的8.0GB/S（I/O帶寬）、6.4GB/S（內存帶寬）來說，Intel的要遠遠高出，在總體性能上要突出一些。

五、功耗對比：
　　在功耗方面，Intel依然比較AMD的要稍為高一些，不過，近期的已經有所好轉了。Intel自推出了Prescott核心，由于采用0.09微米制程、集成了更多的L2緩存，晶體管更加的細薄，從而導致漏電現象的出現，也就增加了漏電功耗，更多的晶體管數量帶來了功耗及熱量的上升。為了改進Prescott核心處理器的功耗和發熱量的問題，Intel便將以前應用于移動處理器上的EIST（Enhanced Intel Speedstep Technolog）移植到目前的主流Prescott核心CPU上，以保證有效的控制降低功耗及發熱量。
　　而AMD方面則加入了Cool‘n’Quiet技術，以降低CPU自身的功耗，其工作原理與Intel的SpeedStep動態調節技術相似，都是通過調節倍頻等等來實現降低功耗的效果。
　　實際上，Intel的CPU功率之所以目前會高于AMD，其主要的原因在于其內部集成的晶體管遠遠要比AMD的CPU多得多，再加上工作頻率上也要比AMD的CPU高出不少，這才會變得功率較大。不過在即將來臨的Intel新一代CPU架構Conroe，這個問題將會得到有效的解決。其實Conroe是由目前的Pentium M架構變化而來的，它延續了Pentium M的絕大多數優點，如功耗更加低，在主頻較低的情況下已然能夠獲得較好的性能等等這些。可以看出，未來Intel將把移動平臺上的Conroe移植到桌面平臺上來，取得統一。

六、流水線對比：
　　自踏入P4時代以來，Intel的CPU內部的流水線級要比AMD的高出一些。以前的Northwood和Willamette核心的流水線為20級，相對于當時的PIII或者Athlon XP的10級左右的流水線來說，增長了幾乎一倍。而目前市場上采用Proscott核心CPU流水線為31級。很多人會有疑問，為何要加長流水線呢？其實流水線的長短對于主頻影響還是相當大的。流水線越長，頻率提升潛力越大，若一旦分支預測失敗或者緩存不中的話，所耽誤的延遲時間越長，為此在Netburst架構中，Intel將8級指令獲取/解碼的流水線分離出來，而Proscott核心有兩個這樣的8級流水線，因此嚴格說起來，Northwood和Willamette核心有28級流水線，而Proscott有39級流水線，是現在Athlon 64(K8)架構流水線的兩倍。
　　相信不少人都知道較長流水線不足之處，不過，是否有了解過較長流水線的優勢呢？在NetBurst流水線內部功能中，每時鐘周期能夠處理三個操作數。這和K7/K8是相同的。理論上，NetBurst架構每時鐘執行3指令乘以時鐘速度，便是最后的性能，由此可見頻率至上論有其理論基礎。以此為準來計算性能的話，則K8也非NetBurst對手。不過影響性能的因素有很多，最主要的就是分支預測失敗、緩存不中、指令相關性三個方面。
　　這三個方面的問題每個CPU都會遇到，只是各種解決方法及效果存在著差異而已。而NetBurst天生的長流水線既是它的最大優勢，也是它的最大劣勢。如果一旦發生分支預測失敗或者緩存不中的情況，Prescott核心就會有39個周期的延遲。這要比其他的架構延遲時間多得多。不過由于其工作主頻較高，加上較大容量的二級高速緩存在一定程度上彌補了NetBurst架構的不足之處。
　　不過流水線的問題在Intel的新一代CPU架構Conroe得到了較好的解決，這樣子以來，大容量的高速緩存，以及較低的流水線，配合雙核心設計，使得未來的Intel CPU性能更加優異。
AMD認為，自己的雙核Opteron和Athlon-64 X2才符合真正意義上的雙核處理器準則，并隱晦地表示Intel雙核處理器只是“雙芯”，暗示其為“偽雙核”，聲稱自己的才是“真雙核”，真假雙核在外界引起了爭議，也為消費者的選擇帶來了不便。
　　AMD認為，它的雙核之所以是“真雙核”，就在于它并不只是簡單地將兩個處理器核心集成在一個硅晶片（或稱DIE）上，與單核相比，它增添了“系統請求接口”（System Request Interface，SRI）和“交叉開關”（Crossbar Switch）。它們的作用據AMD方面介紹應是對兩個核心的任務進行仲裁、及實現核與核之間的通信。它們與集成的內存控制器和HyperTransport總線配合，可讓每個核心都有獨享的I/O帶寬、避免資源爭搶，實現更小的內存延遲，并提供了更大的擴展空間，讓雙核能輕易擴展成為多核。
　　與自己的“真雙核”相對應，AMD把英特爾已發布的雙核處理器――奔騰至尊版和奔騰D處理器采用的雙核架構稱之為“雙芯”。AMD稱，它們只是將兩個完整的處理器核心簡單集成在一起，并連接到同一條帶寬有限的前端總線上，這種架構必然會導致它們的兩個核心爭搶總線資源、從而影響性能，而且在英特爾這種雙核架構上很難添加更多處理器核心。

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