烈火耀雷鸟——AMD新款Thunderbird、Duron处理器 Stravess 2000年 第26期 　　Athlon处理器自发布以来，一直以高性能与英特尔的PentiumⅢ处理器相媲美。在低端市场上，虽然AMD连续推出了K6－Ⅲ及K6－2＋，但落后的系统架构与未见改善的性能，使得K6系列处理器在低端市场上，根本无法与英特尔的赛扬处理器抗衡。AMD公司自然不甘示弱，在上个月的台北国际电脑展上，连续推出了新款的Thunderbird（雷鸟）、Duron（毒龙）处理器，再次向英特尔Coppermine（铜矿）核心的处理器发出了强有力的挑战。 #1 全新的Socket A架构 　　Slot A架构是Athlon处理器与PentiumⅢ的Slot 1架构最大区别之一，虽然Athlon的制造工艺已经改进到0.18微米，但外部二级缓存使得整个处理器的基板面积仍然足够大，不仅无法制造出更高主频的处理器，而且整体成本将持续增加。这对Athlon处理器未来的发展无疑是很大的障碍，因而Socket A架构应运而生，Thunderbird和Duron是首次采用Socket A架构的产品。 Socket A架构与现在英特尔主流的Socket370是不兼容的，因而在设计和制造上都有着很大的差异。Socket A采用462根针脚设计，所以也可称做Socket 462，而Socket370仅为370根针脚。在针脚排列上，Socket A同Socket 370一样，在处理器芯片上某两个相邻角上各缺少一根引脚，但同一方向上缺针位置的排列不同。这点可以从Socket 462与Socket370的插座上明显看出来（^26030101a^1）。Socket A架构的确立，使得Athlon处理器的设计也发生了很大的变化。 #1 核心内置二级缓存 　　Socket A架构处理器的最大改变就是在核心内部整合二级缓存，它将以处理器主频速度同步运行，使处理器的整体性能发生根本的变化。 　　内置二级缓存运行速度更快。由于内置二级缓存以处理器的主频时钟速度运行，这意味着处理器核心不必花较长的时间，等待二级缓存将数据传输过来。而此前的Athlon的二级缓存都是外置在CPU的基板上，以1/2甚至更慢的处理器主频速度运行，CPU必须等待两个或多个时钟周期，才能得到二级缓存传送的数据，事实上SRAM制造商也无法生产出运行在400MHz以上的内存模组，来用于外部二级缓存。在处理器核心内置二级缓存，就排除了内存缓存对主频速度的要求，这样即使是1G的处理器的二级缓存，依然可以与主频时钟同步运行，降低系统存在的瓶颈。 可拥有更宽的数据通道。外部的二级缓存与CPU核心进行传输时，必定会受到两者之间联系的数据通道的限制。通常外部缓存的数据通道为64位，而内置的二级缓存有着与CPU核心共同的通道，因而设计者能够尽可能设计更大的传输通道带宽。如当处理器核心的数据通道达到256位，其内置的二级缓存的数据通道将达到外部二级缓存的4倍，数据速度将更快，潜伏期也大为缩短。 #1 Thunderbird与Duron的基本特性 　　Thunderbird是AMD面向高端的Athlon系列延续产品，为了区别原来采用K7和K75核心的Athlon处理器才使用了“Thunderbird”这个名称，这与PentiumⅢ具有不同代号的情形相似。Thunderbird处理器采用0.18微米的制造工艺，起始主频为750MHz，目前已发布的最高级别产品为1GHz。它内置128KB的一级缓存和256KB的二级缓存，工作电压为1.70V～1.75V，相应的功耗也比老的Athlon要小。 　　Thunderbird处理器集成37万个晶体管，而原来的K7核心的老Athlon仅集成2200万个晶体管，这意味着内置二级缓存的加入，多集成了1500万个晶体管。它的核心面积也达到120mm2，尽管比K75核心102 mm2要大一点，但相对K7核心184 mm2面积却小得多。 　　Duron处理器是AMD首块基于Athlon核心改进的低端处理器，它原来的研发代号称为“Spitfire（烈火）”。改名的原因可能是AMD想再次提醒大家注意，这不是原来的Athlon处理器，而是面对低端市场的新系列产品。这一点与英特尔的赛扬系列相近，完全针对低端市场设计，Duron处理器加入这一市场的竞争，正是冲着新赛扬而来的杀手。 　　Duron内置128KB的一级缓存和64KB的二级缓存，它的工作电压为1.60V，因而功耗要较Thunderbird小。而且它内部集成的晶体管量为2500万个，仅比K7核心的Athlon多300万个。这些特点极符合了AMD面对低端市场的策略，低成本低功耗而又高性能。 　　Thunderbird和Duron相同的架构使得两款处理器看起来很相似，其实除了CPU核心的面积不同外，更为明显的特征是两款CPU核心的标注不同。Thunderbird标注的是“AMD Athlon”，而Duron标注的是“AMD Duron”（^26030101b^2）。 #1 独占二级缓存技术 　　对于Thunderbird与Duron这两款内置同步运行二级缓存的CPU而言，人们丝毫不怀疑具备256KB二级缓存的Thunderbird有着与PentiumⅢ抗衡的实力，但仅有64KB二级缓存的Duron究竟如何呢？ 　　与Thunderbird相同，Duron的二级缓存采取了16路关联的运行方式，也采用了与传统缓存结构不同的独占二级缓存技术。传统的二级缓存技术在与一级缓存同时运作时，总会留有与一级缓存相同容量大小的空间。当一级缓存读取到数据后再原样复制到二级缓存，再由二级缓存通过系统总线与外存传输。以赛扬Ⅱ为例，它内置32KB的一级缓存和128KB的二级缓存，数据传输时映射到一级缓存中的32KB数据必须复制到二级缓存，二级缓存必定要划出32KB的空间存放这些数据，这样，它实际拥有的二级缓存容量仅为96KB，即使加上一级缓存的32KB也只有128KB的缓存经常用来交换数据。Duron与此不同的是，它的128KB一级缓存数据不用复制到二级缓存，而是直接写入内存或其他子系统。这点就像没有二级缓存的老赛扬，一级缓存直接与系统进行数据交换，数据传输的速度更快，加上运用独占缓存技术64KB二级缓存，Duron实际使用的缓存容量为128KB＋64KB=196KB，所以尽管它的二级缓存为64KB，整个实际运用的缓存容量并没有因此而减少。 　　不过，Thunderbird与Duron虽使用了更先进的独占二级缓存技术，但缓存数据传输通道仅为64位，是Coppermine核心PentiumⅢ和赛扬Ⅱ256位的数据通道的1/4，独占的二级缓存对整体性能更好的发挥会有一些影响。 #1 主板芯片组的性能表现 　　原有支持Athlon处理器的AMD750和威盛的KX133芯片组，对于新的Socket A架构的Thunderbird和Duron能否提供良好的支持，是用户关心的首要问题。这方面AMD自行设计的AMD750芯片组依然可以胜任，但相对性能提升较少。而性能较为优秀的KX133却没有那么幸运，由于时序规格存在问题无法良好地支持Socket A架构的Thunderbird。威盛很快就认识到这一点，发布了基于Socket A架构的KT133芯片组，基于此芯片组的主板也已上市。另外，Thunderbird初期可能会有两种架构的版本上市，除了Socket A架构外，针对OEM厂商的Slot A架构的Thunderbird会同时上市，不过在零售市场不会看到它的身影，但据相关资料表明，某些基于KX133芯片组的主板在升级最新的BIOS后，能够支持Slot A的Thunderbird处理器。 　　除了架构的改变和芯片组的支持之外，人们更关心是这两款CPU真实的性能表现，是否能如AMD所愿，全面抢夺英特尔占据的高低端CPU市场。或许可以从以下数据的对比看到它们的实力，测试中的Socket A处理器采用VIA KT133芯片组的主板，而Slot A架构的Thunderbird使用的是KX133芯片组的主板。 　　可以看到，Thunderbird比同频的K75核心的Athlon处理器有不小的提高，与PentiumⅢ相较也不输半分。Duron的成绩更是让人惊喜，在Sysmark 2000测试中（^26030101c^），得分非常接近于Athlon的分值，比同频的赛扬高出17％。在游戏性能测试的Quake 3中（^26030101d^），Duron得分甚至与同频的Athlon相同，更比同频的赛扬高出近40％。也可以说，赛扬的66MHz外频已无法适应当前主流产品的要求。 #1 结　　语 　　Thunderbird和Duron处理器的推出，再次燃起了AMD与英特尔之间的战火，高低端战线的拉长，使得AMD有更多的机会切入市场。尤其是低端产品线中的Duron，完全有实力与赛扬争夺更多的市场份额。加上威盛强大的芯片组研发实力，以及威盛本身与英特尔芯片组市场的纷争，作为同一阵线的AMD也有望在今年获得更大的市场占有率。