风云际会——’98CPU回顾 何宗琦 1998年 第47期 33版 　　即将过去的1998年是几个CPU芯片巨头激烈竞争的一年，正是这种激烈的竞争，形成了在技术上你追我赶的局面，促使了CPU技术的飞速发展。 #1你追我赶的品牌之争 　　1997年1月，在Intel推出Pentium MMX（P55C）之后，AMD和Cyrix分别在1997年4月、5月发表了同样具有MMX功能的AMD K6和Cyrix 6X86MX处理器。K6和6X86MX处理器不仅价格低廉，而且在某些性能上甚至可与Pentium Ⅱ相媲美，因此受到低端机市场的欢迎，使得AMD和Cyrix在低端机市场上牢牢地占据了一席之地。Intel公司在1997年5月前后 发表了具有更高性能的Pentium Ⅱ 233～300MHz处理器。Pentium Ⅱ采用了新型的Slot1架构，试图取代Socket架构，从而彻底打败其它公司的竞争。但是，Pentium Ⅱ高昂的价格未能使Intel如愿以偿。于是，Intel在1998年4月发表了去掉CPU卡中L2 Cache的Pentium Ⅱ低成本产品－Celeron（赛扬）。然而，没有L2 Cache的Celeron性能很不理想，Celeron 300远不如Pentium Ⅱ 266的性能。几乎在Intel发表Celeron的同时，1998年的4月和5月Cyrix和AMD分别发表了MⅡ和K6－2，它们仍然采用Socket架构，以优良的性能与Pentium Ⅱ和Celeron一争高低，特别是K6－2，在同等档次CPU中首次采用了3Dnow技术，使得在运行支持3DNow！指令的图形应用程序时，能够达到与Pentium Ⅱ相媲美的浮点运算性能。于是为了使Celeron能够在低端机市场站稳脚跟，Intel在低成本和高性能之间选择了另一个折衷方案，在1998年8月24日推出了仍然以Pentium Ⅱ为核心，同时带有128KB片上L2 Cache的Mendocino（即新赛扬）。 　　从外频来看，目前使用100MHz外频的CPU有Intel的Pentium Ⅱ 350、400和在1998年7月及10月推出的400、450MHz的Pentium Ⅱ至强处理器Xeon，另外，K6－2 300、350、400MHz的额定外频也为100MHz，预计100MHz外频的CPU将成为明年市场的主流。至此，微处理器市场的竞争更加激烈，如^473301a^即是1998年主要CPU性能参数。 #1龙头老大仍是Intel 　　在微处理器领域的长期竞争中，Intel一直处于领先地位，时至今日仍然是龙头老大。从Pentium到Pentium Ⅱ，都具有更快的时钟频率和强大的浮点运算功能。在今年4月推出的Celeron受挫之后，很快在8月推出了新赛扬（即Mendocino）。新赛扬有两个版本，即赛扬333和赛扬300A（加上后缀A以便和旧赛扬300区别），赛扬333和300A处理器比赛扬300处理器性能分别提高38％及25％。新赛扬具有以下几个特点： 　　○仍然采用了Pentium Ⅱ内核，0.25μm工艺，Slot1插槽。这使得它继续保持了Pentium Ⅱ优秀的核心技术。 　　○新赛扬在CPU中集成了128KB的L2 Cache，虽然其大小只有Pentium Ⅱ的Cache二分之一，但是Pentium Ⅱ的Cache和CPU是分立的，Cache的时钟频率仅为CPU工作频率的一半，而新赛扬的Cache却内置于CPU之中且以与CPU相同的频率工作。因此，新赛扬的Cache以更高的速度弥补了容量的不足，使整个CPU的性能可以与Pentium Ⅱ相比。本报1998年第41期的评测报告足可以说明这个问题。 　　100MHz额定外频CPU的推出，在CPU的发展史上具有划时代的意义。在1998年4月16日，Intel第一个支持100MHz额定外频的CPU，代号Deschutes的350、400MHz CPU正式推出了。这种CPU具有以下特点： 　　○这两款CPU的内部核心结构，跟Pentium Ⅱ 233、266与300MHz CPU完全相同，只是制造工艺改为了0.25μm，核心电压也从2.8V降到了2.0V。 　　○其内部的L2 Cache，也由Pentium Ⅱ 300MHz CPU的四组128KB的L2 Cache，改为两级256KB L2 Cache。因此，350、400MHz的Pentium Ⅱ，居然比原来的300MHz的Pentium Ⅱ还省电。 　　○Pentium Ⅱ 350、400 CPU的L2 Cache速度仍保持在CPU时钟频率的一半速度，但倍频最高达5×，外频则可选择66.6MHz或100MHz。当然，实现100MHz外频的功能，需要搭配440BX芯片组。 　　Intel在1998年6月29日推出Pentium Ⅱ Xeon （至强） 400MHz处理器之后，在1998年10月7日，Intel又推出了450MHz的Pentium Ⅱ Xeon处理器。Xeon处理器采用0.25μm工艺及P6微架构，与过去的Pentium Ⅱ处理器相比，有以下几个特点： 　　○内建1MB二级高速缓存，今年年底还将推出2MB的版本。二级高速缓存采用了由Intel制造的定制芯片，从而使得L2高速缓存与CPU之间的数据传送速率能够以CPU的时钟速率全速进行，达到450MHz。 　　○支持100MHz的系统总线。 　　○采用Slot 2插槽（即增强型Slot1接口，可支持四个处理器）。 　　奔腾Ⅱ Xeon处理器的性能比Pentium Ⅱ 400MHz提高了约66％，比Pentium Pro 200HMz提高了约88％。但是，Xeon处理器旨在面向工作站和服务器，而不是PC机，所以它的价格定位相应地也比较高——大约从1100美元起价。 #1AMD率先发出强力挑战 　　在中低档微处理器市场上，AMD是Intel的一个强有力的竞争对手。AMD的K系列CPU最大的问题是浮点性能差，因此在运行图形功能特别是游戏程序方面不是Intel的对手。在Intel Pentium Ⅱ的强大压力下，AMD经过一年来的努力，解决了0.25μm制造工艺和高时钟频率的问题，终于在1998年5月底推出了第一个具有3Dnow！技术的K6－2处理器。 　　在技术上，K6－2最主要的特点有以下几个： 　　○采用了3Dnow ！指令集。这是AMD在K6－2处理器中，为提高系统三维图形性能而采取的最重要的技术措施。这项新技术可提高三维图形、多媒体以及浮点处理的运算能力，使“逼真的运算平台”成为现实。 　　○采用了双MMX单元。在K6中只有一个MMX单元，因此每个时钟周期内只能处理一条MMX指令，所以它的最高性能只能达到采用双指令处理的Intel Pentium Ⅱ的一半。为了增加MMX指令的处理能力，AMD在K6－2中增加了第二个MMX单元，使其处理能力达到了Intel Pentium Ⅱ处理器的水平。 　　○采用了更高的总线频率。K6－2的时钟速率最初只有266MHz、300MHz和333MHz几种版本。其中300MHz版本采用了100MHz总线，266MHz版本可采用66MHz或88MHz总线（倍频数为4或3），333MHz的处理器芯片则采用95MHz的总线速度（倍频数为3.5）。由于这些不常用的总线速度要求在主板上采用特定的集成电路才能实现，在系统设计中有所不便。目前，AMD已经推出350MHz、400MHz版本的K6－2芯片，它们都采用了100MHz的系统总线。 #1Cyrix不甘寂寞 　　Cyrix作为非Intel阵营的另一个重要成员，1998年主要是在原有产品基础上进行改进，推出新的升级产品。1997年Cyrix曾推出了低价位和高集成度的Media GX，促进了1000美元以下PC机市场的兴起。Cyrix在1998年作的第一件事，就是把Media GX升级为具有MMX功能的版本。同时，Cyrix对它的拳头产品6X86MX作了进一步的改进，采用了新的名称MⅡ，并在1998年4月问世。MⅡ采用了更先进的技术，因此具有更快的内核速度和总线速度。 　　在6X86 MX产品中，由于每个时钟都具有更高的性能，所以Cyrix采用了一种PR性能等级标称法，即处理器型号中的频率参数是表示相当于Intel处理器的时钟频率，而不是实际的时钟频率。MⅡ产品继续采用了这种PR标称法，但在其型号说明中不再使用PR字符。^473301b^中即是Cyrix的CPU型号中频率与实际工作频率的比较。 　　MⅡ处理器的另一个特点是，每一种PR标称值都可能有多种内核速度和总线速度的组合。例如，MⅡ 300可能是66／233或者75／225，MⅡ 333可能是66／266、75／263或者83／250（注：66/233表示外频是66MHz，CPU时钟频率是233MHz，其它意义相同）。 #1IDT加入竞争 　　IDT是目前加入CPU市场竞争最晚的一个芯片制造商。1997年IDT推出的第一个微处理器产品是WinChip（即C6），由于问世较晚且生产规模也不大，因此在整个CPU市场上所占的份额很小，还不足1％ 。1998年5月，IDE宣布了它的第二代产品WinChip 2 。WinChip2有两种版本，一种带有3DNow！指令集，命名为WinChip 2－3D；另一种不带3DNow！指令集，其命名为WinChip 2，没有后缀3D。 　　WinChip 2在原有WinChip的基础上作了一些改进，增加了一个双指令的MMX单元，增强了浮点运算功能。改进后的WinChip 2比相同频率的WinChip性能提高约10％，基本达到Intel处理器的性能。WinChip 2目前的最高频率CPU为WinChip 300MHz。