国内首次AMD K7实测报告Athlon：AMD的暴龙

刘沪渝、DarkForce
1999年 第33期 51版

    最近X86兼容CPU市场可谓风云变幻，在Intel 低价赛扬的竞争下，NS（Cyrix）和 IDT相继退出，Pentium Ⅲ 是最快的X86 CPU吗？竞争者有希望超越Intel 吗？答案就是AMD Athlon（K7）， 这颗AMD 费尽心血的力作。
#1    一、Athlon（K7） 简介
    AMD 的K7终于将他们的承诺变成了事实，新的Athlon终于为它的创造者AMD迎来了梦寐以求的黄金时代。大家已经看到，在大部分测试中，Athlon CPU都以较大的距离把Intel的Pentium Ⅲ CPU跑在后面。
    现在，先让我们看一看Athlon的结构，这样可以向大家说明Athlon在各种测试得分中都胜过Pentium Ⅲ的原因。
#1    二、Athlon的结构介绍
    1.功能更全的指令译码器
    在CPU工作时，它先译码程序的机器指令，将它们翻译成微处理器内部可处理的运算OPs。Intel将它们称为uOPs。而AMD称为“MOPs”——宏运算。AMD的Athlon中MOPs包含两个Intel的uOPs。对于Athlon，这样提高了速度。Athlon和Pentium Ⅲ译码器都具有三个平行译码单元，Intel的三个译码单元允许在某一时刻只有一个单元能执行复杂指令，而Athlon则允许三个单元同时译码复杂指令。这是K7的强音前奏（^335101a^）。
    2.效率更高的执行端口
    Pentium Ⅲ有11（＋1）个平行执行单元，Athlon则更多。这些单元执行UPs，因为有这么多的平行单元，所以“乱序执行”这个问题变得非常重要。为解决这个问题，Pentium Ⅲ引入了5个执行端口，Athlon却不少于9个，这意味着Pentium Ⅲ每个时钟可以分配5个OPs，而Athlon却分配了9个。它的内部平行运行性能绝对地领先了Pentium Ⅲ。
    3.FPU（浮点运算单元）
    当Intel宣扬它的CPU浮点如何强大，稳坐第一把交椅时，AMD只能含恨屈居于后。现在Athlon终于让AMD扬眉吐气了。浮点运算包括三个单元，它们是加减运算单元、乘法运算单元和数据的装载与保存单元。Pentium Ⅲ仅有一个完全管道化，而Athlon三个都实现了完全管道化。Athlon的三条浮点执行单元可以同时运行，因为它们有各自的端口，然而Pentium Ⅲ的3个浮点执行单元不幸在同一端口。此至“浮点王”的美誉不再只属于Intel了。
#1    三、送测样品
    这次测试的Athlon（K7）标明工程样品，是由AMD 公司送测的全套产品，包括AMD Athlon（K7） 600MHz CPU 一块，微星MSI 6167 Athlon主板一块，还有一个特制的300W电源。
    这次测试主板使用的是微星MSI 6167 ATX结构的Slot A主板，它是AMD指定的唯一配合研发主板厂商，除此之外，大众、技嘉、华硕等也配合AMD开发了自己Athlon的主板，而国外测试中也有AMD自己研发的样品主板（^335101b^）。
    这块主板能够支持到从500MHz、550MHz、600MHz甚至更高频率的CPU，提供一个AGP插槽，五个PCI插槽，二个ISA插槽，三个DIMM内存插槽，最多可以使用768M SDRAM内存，支持ECC错误纠正功能。采用的是少见的6层印刷电路板，比一般的主板要重一些，AGP插槽是由Foxconn生产，PCI和ISA插槽是KORTAK的，都是名牌大厂的产品。最引人注目的地方是在它的CPU插槽背后不是采用了传统的滤波电解电容，而是采取专用的稳压元件来加强电流，这些对于主板的稳定性都非常重要。
    MS6167使用的是由AMD自己研发的AMD 750控制芯片组，它的北桥芯片组编号为AMD 751，南桥芯片组编号是AMD 756，能够支持200MHz的EV6系统总线结构，100MHz的SDRAM，AGP 1×和2×模式，100MHz的前端总线，和支持最新的Ultra DMA66传输规格，最多可接四个IDE设备。（AMD 750芯片组和Intel BX芯片组本质上的区别在于AMD的Athlon没有使用Intel的GTL＋总线结构，而是DEC Alpha EV6总线，因为Intel的GTL＋总线结构在使用多CPU系统时，几颗CPU同时占用总线带宽，这样的话每颗CPU所分得的带宽资源就少了，性能也不能够得到质的飞跃；而AMD所采用的Alpha EV6总线结构就不同了，当使用多CPU系统的时候，每颗CPU都能够享用到单独的带宽资源，不再受到CPU个数的限制，而且能够支持高达200MHz的总线频率，从而充分地发挥性能。）
    MS6167的BIOS采用的是最新的Award 6.0版本，和现在的大多数810主板的BIOS 版本一样。新的操作界面看起来和一般的BX主板Award 4.51 版本的BIOS有所不同。启动时BIOS自动侦测CPU的倍频、外频和电压，在BIOS里面只能设置100MHz和133MHz的外频，但即使设为133MHz但重启后仍是600MHz。所以目前MS6167不具备任何超频特性。除此之外，MS6167还完全符合PC99规范，除了COM口、PS/2口等端口以外，IDE和FDD数据接口也标志为不同颜色，一目了然，非常方便。
#1    四、测试平台
    为了了解K7的整体性能和稳定度，我们精心设计了测试方案。
    可惜的是测试室没有Intel Pentium Ⅲ 600MHz版本，只好用替代方案，用一颗Pentium Ⅲ 450 在微星MSI 6199上超频到600MHz（133MHz×4.5分频） 来作为参考测试。由于这颗CPU 跑 600Mhz 的时候无法长期稳定在600MHz，使得测试非常费劲。为了充分发挥性能，使用了小影霸TNT2 3500（TNT2 Ultra），128MB PC133内存。
#1    五、兼容性和稳定度
    由于K7 采用了新的EV6总线结构，而且是由AMD 自己开发的全新主板芯片组，兼容性和稳定度能不能得到保障，是很多读者关心的问题。在非Intel 芯片组的主板上安装Win98 通常都有不少麻烦，但在测试中，我们采用的英文Win98 SE Ver 2222A 版本可以直接识别AMD 751/756芯片组而无须任何补丁，安装Win98 SE 的过程非常顺利，基本是一次完成。在没有安装AMD 公司提供的最新补丁以前，我们把所有的测试软件都跑了一遍，都很顺利地通过。接下来，作了长达72小时的3D游戏热机测试，也没发生任何异常情况，而且K7的温度并不高，散热片也是温温的。在稳定度上K7相当优秀。（^335101c^）
    在兼容性方面，我们测试了一些流行配件的搭配，也没有发生不相容的现象，就目前的情况来看，一个全新的芯片组能达到这样的兼容性，是非常不错的，基本上不会比目前的非Intel 芯片组差。
#1    六、性能分析
    根据电脑运行的软件不同，大家把CPU的性能分为整数性能，浮点性能（FPU性能）；根据运行软件的指令情况又分为16位性能和32位性能、MMX性能，将来还有 64位性能、3DNow!、SSE（KNI）性能。其中平时大家使用的文字处理软件、报表软件、网页浏览等商业软件很少大量用到浮点运算，整数性能的高低对这部分的影响很大。而使用到大量浮点运算的科学计算、CAD软件，图像处理软件，特别是近年来成为趋势的多媒体软件和3D游戏更是充满对浮点性能的渴求。而目前大多数新的软件开始以32位为主，未来的Windows 2000 系统则是纯32位系统。
    在这次测试中，Athlon（K7）可以说大获全胜，在所有的项目中都可以和600MHz Pentium　Ⅲ 抗衡，请注意这是133MHz ×4.5 的Pentium　Ⅲ，如果不出意外的话应该比标准的PentiumⅢ 600MHZ还快得多。而AMD Athlon 600MHz 在所有关于CPU指标的测试项目中都超过了Intel Pentium Ⅲ 600， 比如在ZDNet Winbench99 1.1 中CPUMark 99 ， Athlon 为55.6， Pentium Ⅲ 仅为45.8.
    3DMark99 Max 是一个针对3DNow! 和 Pentium Ⅲ SSE （KNI） 作过优化的软件，你可以看到无论是优化前还是优化后，Athlon都大幅度超过了Pentium Ⅲ。
    在测试专业设计OpenGL性能的OpenGL 的Viewperf 6.1和3DS 渲染中，Athlon也超过了Pentium Ⅲ，说明浮点性能Athlon也超过了Pentium Ⅲ， 在3D游戏部分，二者的性能可以说非常接近，考虑到Pentium Ⅲ 的外频在133MHz ， 应该说Athlon在这些项目上超过了真正的Pentium Ⅲ 600。
    我们特地注意了Athlon 主板MSI 6167 的AGP性能，着重考量了AGP材质传送部分， 发现AMD 751/756这方面的性能和440BX 不相上下。
    Athlon唯一比较弱的地方就是硬盘性能部分，无论DMA66模式打开还是关闭，和Pentium Ⅲ 相比落后很多。
    通过比较，你可以发现以前非Intel CPU最薄弱的浮点性能方面彻底改观，Athlon 可以说在每一个方面都超过了现在的Intel Pentium Ⅲ，让AMD 第一次有机会全面超过Intel。 在接下来的几个月里，你会发现最疯狂的3D游戏平台将构架在AMD Athlon 上而不是Intel Pentium Ⅲ。
#1    七、AMD 的难关
    AMD 的难关那里?CPU生产能力将是AMD 永远的痛，目前K7 内建同速128K L1 Cache， 板上半速运行的 512K L2 Cache，高达500MHz以上的CPU频率，其复杂度远远超过现在的Penium Ⅲ ， 这使得Athlon 目前的成本很高，只能定位在高端市场，短时间以内无法迅速降价到目前国内主流赛扬上来，而K6－2／3 目前无法打败同频率赛扬/PentiumⅡ。而传统的AMD一直定位在中低端市场，Athlon是否能承接原来的市场还是未知数。不过500MHz 的Athlon 并不贵，折合人民币也就2000多块。
    主板将是AMD的另一个痛，目前采用的都是AMD的751/756芯片组。Athlon 主板生产的难度相当高，200MHz EV6总线虽然先进，但电磁辐射（EMI）、稳定等要求使得Athlon主板目前的成本非常高，无法和低价的440BX竞争。Athlon CPU和主板功耗非常大也是一个严重的问题，你可以看到我们测试用的微星MSI 6167主板上数组特殊的功率元件以提供稳定的电流供应，而测试使用的电源也是大功率的电源。
    不过VIA，ALI 等芯片组生产厂商已经开始准备生产Athlon 的芯片组，其中VIA 刚发布了133MHz规范的Apollo KX133芯片组，可以预计Athlon主板的问题将得到逐步解决，但目前只能如此。
#1    八、AMD 的下一步
    目前的Athlon定位在高端，但AMD效仿Intel， 在未来将把Athlon 也分成3个不同系列，分别为针对工作站和服务器市场的Athlon Ultra ， 高性能电脑的Athlon Professional，低价电脑的Athlon Select。而且Athlon也将推出类似Socket370 赛扬的Socket版本。　AMD 和Intel 之间的战争将越来越激烈（^335101d^）。
#1    小结：
    Athlon 可以说是AMD继K6/K6－2以来最大的胜利，它第一次全面超过Intel ， 无论是在CPU还是在主板架构上。可以预料不久未来，Intel CPU 的价格将飞速下降。外频100MHz的赛扬、133MHz 的Pentium Ⅲ都将很快浮出水面。而读者你将是最大的受惠者，让我们一起感谢AMD。
    


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