个人电脑CPU发展史

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  摘 要:CPU产品,按市场不同档次的需求被划分成很多条产品线,形成了纷繁复杂的产品格局。这为电脑用户如何认知和选购合适自己需求的CPU产品带来了很大的障碍。为了理清这些产品间的区别,本文依据产品发布时间的先后和产品市场定位的高低划分,分别介绍了Intel和AMD这两大CPU厂商的产品,是初识电脑的用户认识CPU产品的指南,也是电脑行家手头的一部简明CPU编年史。
  关键词:双核;CPU;多核CPU;EM64T;超线程
  中图分类号:TP3-05 文献标识码:A
  
  A Developmental History of CPU for Personal Computers
  ZHANG Yu
  (Unit: CTV News Center,Jilin Changchun 130061)
  Key words: dual core processor;multicore processor;extended memory 64 Technology;Hyper-Threading
  
  历史上有过众多的个人电脑CPU生产商,如今仅剩下Intel(英特尔)和AMD(超威半导体)两大名门望族,还有少数的CPU成员出自VIA(威胜)和Transmeta(全美达)公司。个人电脑CPU产品主要被划分成桌面个人电脑和笔记本电脑两个领域;每个领域里又有高、中、低三档产品对应。
  
  1 Intel家族
  
  1.1桌面PC产品
  1.1.1中档主流产品
  2000年,Pentium 4(奔4/ P4),后来主频发展至3.2GHz。
  2002年,Pentium 4 HT即支持超线程的奔4,既P4处理器里多加入一个逻辑处理单元,但其他单元诸如加法运算单元、浮点运算单元都仍然还是只有一套。当一个逻辑单元执行某个程序的某个线程时,另一个逻辑单元就可以用还没有使用的运算单元来执行另一个程序的线程。于是一个CPU逻辑上相当于两个。这就是超线程。
  2005年,Pentium D (奔腾D),Intel的第一款双核CPU,不支持超线程。支持64位 其中9XX系列是高端产品,8X0系列是中端产品,805为低端产品。双核心是指一块芯片中集成了两个处理器内核。在操作系统看来,它有两个处理器,可以同时执行多项任务。这与"超线程"技术是不同的。
  2006年7月,Core 2 Duo发布 中文名:酷睿2代双核CPU,它的内核类型为conroe(俗称"扣肉")。支持Intel 64位扩展技术。比Pentium D性能提高近30%,但发热功耗却有了很大的降低。
  2007年,Pentium Dual core发布,中文名:奔腾E、奔腾双核,也有写成"Pentium E"的,相当于 Core 2 Duo低档产品的缩水版,支持64位,不支持超线程。
  1.1.2低端产品
  高低端产品的差异,多集中在一些性能指标上,如前端总线频率FSB、外频、二级缓存容量的大小上。低端产品会比照同时期的高端产品差上很多。但性能价格比却要高于高端产品。另一方面的差别是低端产品缺少一些当时不是必可少的高端产品功能;如节电功能、防病毒技术、64位运算能力等。高端产品随着时间的推移,也逐渐成了后来的中档或低端产品。
  2000年,Celeron Ⅱ(赛扬Ⅱ)。相当于奔腾Ⅲ的简化版。CeleronⅡ的外频仍然只有66MHz,这在很大程度上限制了其性能的发挥。
  2001年,Celeron Ⅲ(赛扬Ⅲ)。以超频能力出众著称于世。内核为Tualatin 二级缓存为256KB,所以也有称之“Tualatin(图拉丁)_256”的。
  2002年,Celeron Ⅳ(赛扬Ⅳ)。简写为C4,该系列产品的FSB都为400,C4的分类由此而来。
  2004年,Celeron D(赛扬D)。该系列单双核产品都有。Celeron D 3X0/3X5系列产品都不支持64位;而3X1/3X6系列产品则支持64位。相对于C4,其FSB升到533MHZ,二级缓存增大。相当于奔4的简化版。
  2007年,Celeron 4XX发布 俗称:“赛扬400系列”或“Core赛扬”或“肉羊”,既酷睿架构的赛扬。它的核心是conroe-L,即conroe(“扣肉”)的改进型。属于单核CPU,支持64位,外频都是800MHZ,LGA 775接口。Celeron 5XX,俗称:“赛扬500系列”,单核CPU。
  2008年,Celeron Dual core(赛扬双核),酷睿架构,支持64位。是奔腾双核的简化版。
  1.1.3高端产品
  2003年,Pentium 4 Extreme Edition(奔4至尊版或叫极致版) 也写成Pentium 4 HT Extreme、Pentium 4 EE 或Pentium 4 XE。
  2005年,Pentium Extreme Edition(奔腾至尊版),简写为Pentium EE。属于双核CPU,支持64位运算,支持超线程。在支持超线程的操作系统中会被识别为四个逻辑处理器。没有锁频,可以超频。
  2006年,Core 2 Quad(酷睿2四核)。支持64位运算 只是发布前曾被Intel命名为“Core 2 Quadro”。跟AMD的“羿龙”是同级别产品。
  2007年,Core 2 Extreme (酷睿2至尊处理器)。简写为“酷睿2 XE”。它的QX系列、Q系列的产品是四核产品,如Core 2 Extreme Q6700/QX6850/QX9650;它的X系列产品为双核产品。如Core 2 Extreme X6800。支持64位。
  双核、多核、支持64位是未来大趋势,在64位操作系统(如VISTA)的支持下,在支持多核的应用程序中,多核CPU的优势远高于单核,英特尔已经向外界展示了一款集成了内存的80核处理器:TERAFLOP。处理器每个核心都独立集成了256MB的内存。说明CPU集成内存的TSV(Through Silicon Vias)技术已经完成。
  1.2 笔记本CPU
  “笔记本电脑(NetBook)”,简写为NB。笔记本电脑CPU也叫移动CPU,写作:Mobile CPU;分为移动和便携型。还有轻薄型、超移动性之分。不过我们将按高中低档来介绍。
  1.2.1高端产品
  2001年7月Pentium Ⅲ-M,整体性能上较Mobile Pentium Ⅲ大为提高。最高主频1.2GHz,外频提升到133MHz。
  2002年3月 Mobile Pentium 4-M 即P4M。其中采用90nm制程的Prescott核心Pentium 4-M功耗和发热大幅度增加,如此高的热功耗CPU使之招致了一致的恶评。
   2002年9月 Mobile Pentium 4 中文名:移动P4即MP4。部分产品支持超线程。
  2003年1月 Pentium M,迅驰一代平台三套件之一的。1MB容量的二级缓存可以按需打开和关闭。分为三个版本,Pentium-M ;LV Pentium-M(低电压版本),;及ULV Pentium-M(超低电压版本)。虽然效能高、功耗低,但其浮点运算性能比Pentium 4有一定差距。核心架构更接近Pentium Ⅲ-M。
  2006年3月,Core Solo,单核酷睿,不支持64位,Solo英文“独唱”之义。Yonah核心 。
  2006年1月,Core Duo,双核酷睿 不支持64位,Duo英文“合唱”之义。Yonah核心。单双核酷睿都使用Socket 478平台,但针脚的排列与新的核心功能都不能和上代主板相容。Core Duo在二级缓存上采用依各核心执行程序的情况弹性分配缓存的技术,降低了功耗的同时,性能上却为同频处理器的1.5倍。
  2007年,Core 2 Solo 单核酷睿Ⅱ代,支持64位,conroe内核。不过它只推出了超低电压(ULV)版本,面向轻薄笔记本市场(sub-Note)。
  2006年7月,Core 2 Duo 双核酷睿Ⅱ代,支持64位。延用与酷睿1代相同的Socket 479脚位(实际针脚数量为478针),所有能支持酷睿1代的系统只需升级BIOS就可以使用酷睿2代CPU了。整体效能较酷睿1代提升20%,『Merom』核心。
   2008年,Atom 凌动(单核)系列 Diamondrille核心,是最小的CPU, 主要应用于MID(Mobile Internet Device 行动上网设备——较倾向于兼具教育和娱乐的上网设备)。主要产品有N270。
  2008年,Silverthorne核心,频率高达1.1-1.7GHz,并带有512KB的L2缓存。不支持64位。支持超线程。主要产品:Z5X0。针对的是手机和其他两类产品——其中一类产品(UMPC)目前的表现还不太好,而另一类(Mobile Internet Devices,MID)。目标是占领"手机市场的10-20%"。该处理器将取代最近低调宣布的A100和A110 UMPC CPU,这两款产品是90nm Pentium M Dothan的降频版(分别为600MHz和800Mhz)。45nm的Silverthorne的性能预计和第二代Pentium M相当,且功率只有0.6-2W。Silverthorne将与即将发布的Poulsbo芯片组一道,构成英特尔新移动平台--Menlow。Poulsbo集成了南北桥,是一个单芯片的"芯片组",相比之前UMPC/MID中采用的分离南北桥芯片组方案集成度已提升。
  1.2.2低端产品
  2002年,Mobile Celeron 4-M 奔4核心
  2004年,Mobile Celeron M 。迅驰赛扬模块比迅驰Pentium-M模块的二级缓存减少了一半。
  2007年,Pentium Dual core T系列“T”是“演算”致意之义。是一款采用酷睿架构的双核心处理器。不支持超线程。Core Duo处理器的简化版本。
  2007年,Stealey UMPC(超级迷你行动计算机、超便携电脑——有娱乐功能但更适用于商务用途的电子设备)专用单核CPU。指令集支持SSE2,主要产品有A100、A110。Stealey被视作基于精简型单核心『Yonah』架构的新版Celeron M处理器,与标准型『Yonah』的最大差异在于只拥有1 MB二级缓存,而后者为2 MB。 FSB频率533 MHz。
  
  2 AMD(超威半导体)阵营
  
  2.1AMD的桌面级产品
  2.1.1中档产品:
  2001年,Athlon XP 其中XP是“Extreme Performance--卓越性能”之义。
  2003年9月,Athlon 64 这是业界首款支持64位的桌面级CPU。但在32位下性能不与Pentium至少可以并驾齐驱了,然而他却有着很低的功耗。
  2005年,Athlon 64 X2 也有写作“Athlon X2”的。双核CPU,支持超线程。比Intel推出双核心的Pentium D晚发布一个月,与因特尔的双核CPU相比有三点不同。一是在双核心架构上,AMD将两个核心整合在同一片硅晶内核里,而英特尔的两个内核分别位于两个不同的电路模块上。二是AMD用户不需要更换平台就能使用新推出的双核心处理器,只要升级主板BIOS就可以了,而Intel双核心处理器需要更换新平台才能支持的。三是AMD的双核是共享二级缓存,两个核心之间交换数据借助不用CPU之外部件。而Intel双核心的二级缓存是各自独有的,二者要考CPU之外的部件协调通信,效率远低于Athlon 64 X2。因此说,Athlon 64 X2的架构要明显优于Pentium D架构。
  2007年,Athlon 64 X2 BE AMD产品名称中含有“X2”者都是双核,含有“64”者都支持64位;Phenom FX 羿龙;Phenom X2 双核羿龙,如1900。
  2.1.2低端产品:
  2000年,Duron 官方发布的中文名:钻龙,音译为"毒龙"。主要竞争对象是 Celeron Ⅱ。
  2004年7月,Sempron 闪龙的主要竞争对手将是英特尔的赛扬D处理器。
  2006年,Sempron 64 支持64位的闪龙
  2007年,Athlon 64 LE 其中L表示处理器级别,E表示功耗TDP低于65W;Sempron LE;Sempron BE 闪龙。
  2008年,Sempron X2 双核闪龙
  2.1.3高端产品:
  2003年,Athlon 64 FX 属于Opteron(浩龙)系列,其中FX-5X系列是单核CPU,后来的FX-6X、FX-7X系列是双核CPU。Opteron处理器的AMD64 结构,可以同时支持32位或64位的计算。
  2007年,Athlon FX Quad 多核;Phenom(X4)四核羿龙 既“Phenom 9XXX”基于K10架构。
  2008年,Phenom(X3)三核羿龙 既“Phenom 8XXX”。
  2.2笔记本电脑CPU:
  2.2.1中档产品:
  2000年,Mobile K6-3+
  2002年7月,Mobile Athlon XP
  2003年9月,Mobile Athlon 64 支持64位
  2004年,Athlon 64 3XXX+ DTR,DTR--Desktop Replacement Notebooks的简称,含义是“桌面替代笔记本处理器”。
  2007年,Mobile Athlon 64 X2 双核速龙;Mobile Athlon 64 X2 TK 采用炫龙架构的双核速龙。
  2.2.2低端产品:
  2001年1月,Mobile Dual 毒龙
  2004年7月,Mobile Sempron 闪龙 不都是64的。
  Socket S1针脚Semprons移动处理器,如Sempron 3200+、Sempron 3400+、Sempron 3500+,都支持64位。
  2.2.3高端产品:
  2001年5月,Mobile Athlon 4 速龙 其主要竞争对象是 Pentium 4-M,它的台式机版本是 Athlon XP 。后来Mobile Athlon 4改称 Athlon XP-M。支持PowerNow!节电技术。
  2005年4月,Turion 64 炫龙
  2006年5月,Turion 64 X2 双核炫龙 如Turion 64 X2 TL-56~66。
  AMD产品素以低频高效著称,曾经的发热量高的问题也已解决。价格低所以性价比远高于INTEL的产品。AMD的创新也不断被INTEL所学习吸收,可见二者的产品很难用一句孰强孰弱来评价。相信您对CPU大家族已经有了大致的认识,尽管IT领域日新月异,但有了这些认识,已足以让您在再次面对CPU的世界时不再迷茫。
  
  参考文献:
  [1]陈宇清.《多核时代已来临,未来多核CPU发展全览》CNET中国oZOL.2007.
  [2]INTEL中国主页.《英特尔R酷睿TM四核处理器概述》.
  [3]蔺晓峰.《英特尔服务器级别CPU发展历程全解析》CNET中国oZOL.2006.
  [4]流浪.《年终大盘点:2007年十大热门CPU点评》太平洋电脑网.2007.
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