AMD和Intel的区别.doc

AMD和Intel的区别.doc 转来的.. 供需要的朋友.学习参考.. CPU的处理性能不应该去看主频，而INTEL正是基于相 当相当一部分人对CPU的不了解，采用了加长管线的做法 来提高频率，从而误导了相当一部分的人盲目购买。CPU 的处理能力简单地说可以看成:实际处理能力=主频*执 行效率，就拿P4E来说他的主频快是建立在使用了更长的 管线基础之上的，而主频只与每级管线的执行速度有关 与执行效率无关，加长管线的好处在与每级管线的执行 速度较快，但是管线越长(级数越多)执行效率越低 下，AMD的PR值可能会搞得大家一头雾水，但是却客观划 分了与其对手想对应的处理器的能力。为什么实际频率 只有1.8G的AMD 2500+处理器运行速度比实际频率2.4G的 P4-2.4B还快,为什么采用0.13微米制程的Tulatin核心 的处理器最高只能做到1.4G，反而采用0.18微米制程的 Willamette核心的处理器却能轻松做到2G,下面我们就 来分析一下到底是什么原因导致以上两种“怪圈”的存 在。 每块CPU中都有“执行管道流水线”的存在(以下简 称“管线”)，管线对于CPU的关系就类似汽车组装线与 汽车之间的关系。CPU的管线并不是物理意义上供数据输 入输出的的管路或通道，它是为了执行指令而归纳出的 “下一步需要做的事情”。每一个指令的执行都必须经 过相同的步骤，我们把这样的步骤称作“级”。管线中 的“级”的任务包括分支下一步要执行的指令、分支数 据的运算结果、分支结果的存储位置、执行运算等 等…… 最基础的CPU管线可以被分为5级: 1、取指令 2、译解指令 3、演算出操作数 4、执行指令 5、存储到 高速缓存 你可能会发现以上所说的5级的每一级的描述 都非常的概括，同时如果增加一些特殊的级的话，管线 将会有所延长: 1、取指令1 2、取指令2 3、译解指令 1 4、译解指令2 5、演算出操作数 6、分派操作 7、确 定时 8、执行指令 9、存储到高速缓存1 10、存储到高 速缓存2 无论是最基本的管线还是延长后的管线都是必 须完成同样的任务:接受指令，输出运算结果。两者之 间的不同是:前者只有5级，其每一级要比后者10级中的 每一级处理更多的工作。如果除此以外的其它细节都完 全相同的话，那么你一定希望采用第一种情况的“5级” 管线，原因很简单:数据填充5级要比填充10级容易的 多。而且如果处理器的管线不是始终充满数据的话，那 么将会损失宝贵的执行效率——这将意味着CPU的执行效 率会在某种程度上大打折扣。 那么CPU管线的长短有什么不同呢,——其关键在于 管线长度并不是简单的重复，可以说它把原来的每一级 的工作细化，从而让每一级的工作更加简单，因此在 “10级”模式下完成每一级工作的时间要明显的快于“5 级”模式。最慢的(也是最复杂)的“级”结构决定了 整个管线中的每个“级”的速度——请牢牢记住这一 点～ 我们假设上述第一种管线模式每一级需要1个时钟 周期来执行，最慢可以在1ns内完成的话，那么基于这种 管线结构的处理器的主频可以达到1GHz(1/1ns = 1GHz)。现在的情况是CPU内的管线级数越来越多，为此 必须明显的缩短时钟周期来提供等于或者高于较短管线 处理器的性能。好在，较长管线中每个时钟周期内所做 的工作减少了，因此即使处理器频率提升了，但每个时 钟周期缩短了，每个“级”所用的时间也就相应的减少 了，从而可以让CPU运行在更高的频率上了。 如果采用上述的第二种管线模式，可以把处理器主频 提升到2GHz，那么我们应该可以得到相当于原来的处理 器2倍的性能——如果管线一直保持满载的话。但事实并 非如此，任何CPU内部的管线在预读取的时候总会有出错 的情况存在，一旦出错了就必须把这条指令从第一级管 线开始重新执行，稍微计算一下就可以得出结论:如果 一块拥有5级管线的CPU在执行一条指令的时候，当执行 到第4级时出错，那么从第一级管线开始重新执行这条指 令的速度，要比一块拥有10级管线的CPU在第8级管线出 错时重新执行要快的多，也就是说我们根本无法充分的 利用CPU的全部资源，那么我们为什么还需要更高主频的 CPU呢,, 回溯到几年以前，让我们看看当时1.4GHz和1.5GHz 的奔腾四处理器刚刚问世之初的情况:当时Intel公司将 原奔腾三处理器的10级管线增加到了奔腾四的20级，管 线长度一下提升了100,。最初上市的1.5GHz奔腾四处理 器曾经举步维艰，超长的管线带来的负面影响是由于预 读取指令的出错从而造成的执行效率严重低下，甚至根 本无法同1GHz主频的奔腾三处理器相对垒，但明显的优 势就是大幅度的提升了主频，因为20级管线同10级管线 相比，每级管线的执行时间缩短了，虽然执行效率降低 了，但处理器的主频是根据每级管线的执行时间而定 的，跟执行效率没有关系，这也就是为什么采用0.18微 米制程的Willamette核心的奔腾四处理器能把主频轻松 做到2G的奥秘～ 固然，更精湛的制造工艺也能对提升处 理器的主频起到作用，当奔腾四换用0.13微米制造工艺 的Northwood 核心后，主频的优势才大幅度体现出来， 一直冲到了3.4G，长管线的CPU只有在高主频的情况下才 能充分发挥优势——用很高的频率、很短的时钟周期来 弥补它在预读取指令出错时重新执行指令所浪费的时 间。 但是，拥有20级管线、采用0.13微米制程的 Northwood核心的奔腾四处理器的理论频率极限是3.5G， 那怎么办呢,Intel总是会采用“加长管线”这种屡试不 爽的主频提升办法——新出来的采用Prescott核心的奔 腾四处理器(俗称P4-E)，居然采用了31级管线，通过 上述介绍，很明显我们能得出Prescott核心的奔四处理 器在一个时钟周期的处理效率上会比采用Northwood核心 的奔四处理器慢上一大截，也就是说起初的P4-E并不比 P4-C的快，虽然P4-E拥有了更大的二级缓存，但在同频 率下，P4-E绝对不是P4-C的对手，只有当P4-E的主频提 升到了5G以上，才有可能跟P4-3.4C的CPU对垒，著名的 CPU效能测试软件SuperPi就能反应出这一差距来:P4- 3.4E的处理器，运算Pi值小数点后100万位需要47秒，这 仅相当于P4-2.4C的成绩，而P4-3.4C运算只需要31秒， 把同频率下的P4-3.4E远远的甩在了后面～～ AMD 2500+ 处理器，采用了10级管线，只有1.8G的主频却能匹敌 2.4G的P4;苹果电脑的G4处理器，更是采用了7级管线， 只有1.2G的主频却能匹敌2.8C的P4，这些都要归功于更 短的管线所带来的更高的执行效率，跟它们相比，执行 效率方面Intel输在了管线长度上，但主频提升方面 Intel又赢在了管线长度上，因为相对于“管线”这个较 专业的问题，大多数消费者还是陌生的，人们只知道 “处理器的主频越高速度就越快”这个片面的、错误 的、荒谬的理论～～这就是Intel的精明之处～～～ 回憶總有淡淡的幸福.. 目前INTEL和AMD的CPU的区别之处，以及由于区别之处所 带来的性能和效率的差异有以下简要几点，仅供参考: 1。从单晶硅工艺上:INTEL:0。09(降低成本，加大晶体管数量)，AMD:0。13(成本比0。09的高)，所以导致在都降低相同比例的价格后，INTEL还是挣钱，而AMD最起码不会挣太多的钱啦，搞不好还会陪钱(亏损)，虽然市场占有率有所提高，尽而导致最近 的AMD诉讼案的发生 2。从流水线上:INTEL:31级(可以提升到更高的主频，但带来更大的发热量:例如P4-670超到7。4G，但得用液氮来散热，而且容易造成指令执行效率低下，所以搞出个超线程来弥补);AMD:20级(指令执行的效率比31级强，但频率提升有限而发热量相对要 低，效率和频率是2个不同的发展方向，主要看使用者的选择了) 3。缓存:INTEL:1级16K，2级1M-2M(整数运算以及游戏性能没有AMD的快(还有一个主要原因在起作用，后面再讲)，但对于网络和多媒体(浮点运算)的应用比对手强 AMD:1级128K，2级:512K(整数运算快，游戏性能好，但对于多媒体的应用稍微 逊色) 4。内存管理架够:INTEL的内存管理架够还是采用传统的由主板上的南北桥方式来管理(造成CPU与内存之间的数据传输延时大，对于游戏执行效果没有AMD的好，但对于日后升级成本有所降低)AMD是CPU内部集成内存控制器(减少了CPU与内存数据传输 的延时，(对于游戏性能的提升有相当大的作用，也是前面所说的主要原因，同时也弥补了2级只有512K的所对多媒体应用的不足，但加大了对日后升级的成本的增加:要升级的话 您只好把CPU和内存以及主板全都换掉) 5。指令集 INTEL:MMX，SSE，SSE2，SSE3，EM64T (大多数游戏以及软件基于INTEL的指令，对于INTEL有所优化，但64位指令对于现在新的64位系统有兼容性的缺点，所以最近不得不兼容于AMD的X86-64指令，CPU的步进值也从E0变到G1)AMD:3DNOW+，MMX，SSE，SSE2，S**3，*86-64(在所支持的SSE3中少了2条指令，但问题不大，因为那2条是专门针对INTEL超线程技术的，没有也罢，反正AMD也不支持超线程技术，由于AMD的64位技术源于DEC公司的Alpha技术(64位技术之一)，再加上AMD自己的2次开发，所以导致64位技术快速的在民用市场的出现，微软64位系统也不得不基于AMD的X86-64位开发(谁叫AMD先推出民用的64位呢)，为了尽快消除对于64位的WINDOWS兼容性的问题，INTEL也被迫开始兼容AMD的64位指令(不是INTEL没有技术开发64位，是由于它的市场策略导致其非常被动，错过了推出64位的最佳时机，让AMD就64位而言站了上风，谁让这2家公司最终还得看微软的脸色呢，从这点上讲，他们还没完全达到市场垄断的地位---硬件厂商还得看软 件巨头的脸色，真悲哀～) 综上所诉:现在谁的性价比更高是要看使用者的应用范围(也必然由应用范围来决定)，而并不是简单的由价格来决定的，我更不同意所谓的穷人才用AMD的说法(我哥们现在的个人资产有500多万，算是有点钱的吧,～可他装的电脑用的AMD的3000+，为什么呢，因为他不是电脑发烧友，对电脑的知识也不是太懂，他个人认为够用就好，但也得跟的上点潮流，如果他是个发烧友的话去买INTEL的XEON或者AMD的OpteronCPU也很难说的哦，由于INTEL感觉来自AMD的压力所以公司在发展战略上做出了重大的决策的改变(从一味追求频率到追求性能的转变，也不得不放弃由INTEL公司自己创造出来的摩尔定律这个神话，全面转向CPU性能的提升，CPU在3。8G这个频率上画上了个小小的句号，让10G的目标成为了泡影;具可靠的消息:INTEL以后的CPU架够将是基于现在移动CPU的技术上，并且提出了性耗比的概念(而非性价比)并且近期已经成功研发出样品，就性能而言将是现在P4的3倍--5倍，而功耗从笔记本的CPU的5W到台式机CPU的35W到服务器CPU的65W，核心将是双核心或者是4核心，前端总线为:533MHZ，667MHZ，800MHZ，1066MHZ;不再有超线程技术(因为没有必要了，超线程技术的出现主要是来弥补由于流水线过长而导致的效率低下，新的INTEL的CPU不会再用31级流水线，可能只有不到20级或者更底)，频率不会超过现有的频率(这意味着3。8G将是INTEL现在乃至以后最高频率)在即将到来的2007年的大较量(INTEL和AMD)中将一决高下，到时候谁胜谁负，谁好谁坏，谁的性价比或者性毫比更高将一目了然，说实话有点为AMD担心(AMD近期曾示不会对现有的CPU架够改变)但更为咱们中国人自己的龙芯着急～我还是相信那句话:时间会说明一切的～谁将是消费者最应该期待的产品呢,相信在不远的 时间里将会出现～ 时间会很忍耐的等待着被侮辱者的胜利;时间会很忍耐的等待着奋斗不惜者的成功～ 现在已经进入倒记时了(最多还有1年半时间)