铜矿与新速龙 赛扬Ⅱ与毒龙对比测试

电脑报评测实验室
2000年 第29期 

    自从AMD推出 Athlon（速龙）处理器以来，AMD的CPU性能第一次超能够匹敌Intel的处理器，无论是在整数还是在浮点性能上，都毫不逊色。Intel 为了重登宝座，相继推出了面向高端领域的Coppermine（铜矿）处理器及面向低端领域的Celeron Ⅱ（赛扬Ⅱ）处理器。针对这种情况，AMD也不甘示弱，而分别推出了直接针对Copperminer的Socket A架构的新Athlon（新速龙）处理器和针对Celeron Ⅱ的 Duron（毒龙）处理器。这样，在高端处理器领域和低端处理器领域都上演着Intel 同AMD的激烈对抗。谁才是真正英雄呢？为此，我们精心为大家准备了这次CPU的对比测试。（^29070201h^）
#1    全新技术剖析
    在测试以前，我们为大家先解说一下关于AMD处理器的命名问题。AMD最先推出的K7处理器被称为Athlon，它是Slot A架构的处理器。而后来AMD推出了新型的内置L2 Cache的K7处理器，这就是大家都知道的Thunderbird（雷鸟）以及Spitfire（烈火），这只是CPU的开发代号。在这两种产品正式发布时，AMD把它们就分别改名为新Athlon以及Duron。其中新Athlon处理器和Duron处理器的架构为Socket A架构。新Athlon处理器针对的是CPU的高端市场，而Duron处理器针对的是CPU的低端市场。（^29070201a^）
#1    全新的新Athlon处理器
    新Athlon处理器是AMD面向高端的原Athlon系列延续产品，它采用0.18微米的制造工艺，起始主频为700MHz，目前已发布的最高级别产品为1GHz。它内置128KB的L1 Cache和256KB的On－Die L2 Cache，工作电压为1.70V～1.75V，相应的功耗也比老的Athlon要小。
    新Athlon处理器采用了Socket A架构，这与现在Intel主流的Socket370是不兼容的，因而经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。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。
    Socket A架构的新Athlon处理器的最大改变就是在核心内部整合L2　Cache，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L2 Cache运行速度更快。由于L2 Cache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L2 Cache将数据传输过来。而此前的Athlon的L2 Cache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。
    新Athlon处理器拥有更宽的数据通道。外部的L2 Cache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L2 Cache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。如当新Athlon处理器核心的数据通道达到256位，其内置的L2 Cache的数据通道将达到外部L2 Cache的4倍，数据速度将更快，潜伏期也大为缩短。
#1  新Athlon的低端搭配Duron处理器
    Duron处理器是AMD基于新Athlon核心改进的低端处理器，Duron处理器的出现，正是冲着Celeron Ⅱ而来的。由于Duron处理器是采用的新Athlon处理器的核心，因而很多特性它们都一样。Duron同样内置128KB的L1 Cache，采用0.18微米制程，都是Socket A 的架构。但它同新Athlon 处理器不同的是它的L2 Cache仅有64KB，并且它的工作电压为1.65V。这样Duron在速度方面肯定比新Athlon处理器差一些。而它的功耗要较新Athlon要小。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。
#1    Coppermine 与Celeron Ⅱ
    由于Coppermine 和Celeron Ⅱ处理器在以前我们已经细介绍过了，在这里我们就只作简要介绍。Coppermine是Intel 公司推出的面向高端市场的处理器，它采用了0.18微米制程，其内核电压为1.6v，架构为Socket 370。它的L1 Cache 有32KB，并且有256KB 的On-Die L2 Cache。其外频有两种，100MHz和133MHz（600E外频为100MHz而600B的外频为133MHz）。而Celeron Ⅱ 是Intel 推出的面向低端市场的处理器。它采用同Coppermine一样的核心，处理器特性基本上一致，只不过它仅集成了128KB的On-Die L2 Cache，并且外频仅有66MHz，其核心电压为1.5v，是这几款处理器中最低的。
    对于这四款处理器，它们在外观上比较相似。其大小和形状都差不多，但若把它们放在一起，你就会看到有很多地方都不相同。Intel 处理器（Coppermine和Celeron Ⅱ）采用的是FC-PGA，它们的外表颜色为深绿色。而AMD处理器（新Athlon和Duron）采用的是较厚的陶瓷封装，外表为深灰色，它们在份量上明显比Intel 的处理器要重。从下面的对比图中，我们可以看到，新Athlon处理器的正面有很多电容，它们分部在核心的周围。而Coppermine 处理器的正面却没有电容，这些电容却分部在处理器的背面，在新Athlon处理器的背面却没有电容（参见^29070201b^2，^29070201c^3）。
#1    处理器性能分析
#1    新Athlon对Coppermine——难分高下
    新Athlon处理器采用的是200MHz的DDR总线频率，在图4中就可以清楚的看出来。200MHz的前端总线速度使得新Athlon处理器和主板芯片组之间有着足够的数据交换带宽，前端总线不再成为速度的瓶颈了。而Intel 的Coppermine处理器的外频为100MHz、133MHz，它也可支持133MHz的内存频率。从这里，我们可以看出，在系统外频率的比较方面，新Ahtlon处理器200MHz的前端总线同Intel Coppermine处理器133MHz的前端总线速度相比，AMD处理器占有一定的优势（参见^29070201d^4，^29070201e^5）。
    在CPU的制程方面，这几款处理器都采用的是0.18微米的制程。新Athlon处理器内置了256KB On-Die L2-Cache，同样，Intel 的Coppermine 也一样内置了256KB 的On-Die L2-Cache。但在L1 Cache 的容量方面，Coppermine就不足了，它仅有32KB，而新Athlon处理器却有128KB的高容量。在这方面，新Athlon处理器的整点运算性能就有了可比性。这些数据在旁边的图中能清楚的看出来（参见图5）。
    在支持多媒体指令集方面，Intel 的处理器（Coppermine和Celeron Ⅱ）支持MMX及SSE指令集，与此不同的是，对于AMD的处理器（新Athlon和Duron）来说，它却支持MMX及3D Now！指令集，在进行多媒体运算方面，SSE指令集同3D Now！指令集有着同等的性能（参见图4，图5）。
#1  Duron对Celeron Ⅱ——略胜一筹
    面向低端市场的Duron处理器同新Athlon处理器一样采用的是200MHz的DDR总线频率，其系统认定的主频为100MHz，而在这方面，同样是面向低端市场的Intel 的Celeron Ⅱ处理器就有点力不从心了，它仅有66MHz的系统外频，从^29070201f^6、^29070201g^7中，我们可以清楚的看出。Celern Ⅱ处理器那66MHz的外频将是它的一大不足，但Celeron Ⅱ处理器具有良好的超频性，在一定程度上弥补了外频低的不足。
    相比之下，Celeron Ⅱ处理器128KB的On-Die L2 Cache是全速8路联合并行处理的架构，L2 Cache的容量是Duron处理器的两倍，但它的L1 Cache由16KB的数据缓存和16KB的指令缓存构成，仅有Duron 处理器的1/4。在图6、图7中你可以清楚的看到，Duron和Celern Ⅱ的Cache情况。并且，在Duron处理器各自独立缓存架构中，L1 Cache和L2 Cache没有必要像Celeron Ⅱ处理器的缓存那样，同时存在相同的数据，这两者可以被看作是一个192KB大小的全速整合处理器缓存，其容量大于Celeron Ⅱ处理器160KB的全部缓存。这对于Duron处理器的浮点处理能力有很大帮助，在下面的测试中，我们可以看出，Duron处理器的整点运算能力远远高于Celern Ⅱ。
#1  发热量问题
    在关于CPU的发热量方面，新Athlon处理器功率超过了50W，而Duron处理器的总功率也为41W，这可是Celeron Ⅱ处理器18W功率的两倍多，也比Coppermine处理器的功率高很多。从这可以看出，AMD的处理器（新Athlon及Duron）的发热量将会很大，它们的发热量比Intel 的处理器高很多。在我们的测试中，这种情况明显的表现出来了。如果我们采用一般的CPU风扇，那新Athlon及Duron处理器将会达到高达49度的工作温度，如果在这种情况下运行大型的运算作业任务，其系统将会出现不稳定的状况。但这对于Coppermine及Celeron Ⅱ处理器来说，就不会出现这种情况。因而在测试中，我们就选用了散热性能很好的涡轮风扇，这样才保证了系统的稳定性，但AMD处理器的作业温度还是比Intel 处理器高很多。
    在关于CPU的主板平台方面，Intel处理器就比AMD处理器有很大的优势。同Coppermine和Celeon Ⅱ处理器能较好搭配的主板有Intel 440BX芯片组主板、Intel 820芯片组主板、Intel 815芯片组主板及VIA 的694X主板。其中，又以Intel 815主板的搭配性能最好。而新Athlon和Duron处理器却仅有AMD　750/760、VIA的KT 133主板相搭配，其主板的可选性非常小。从主板的选择及它的升级角度来看，Intel 处理器有着较大的优势。并且现在的有些KT 133主板存在着这样一个问题，它们的有些大电容的位置离CPU插槽太近了，安装一般的散热CPU风扇不成问题，但若是要安装现在散热能力极其强劲的涡轮风扇时，由于被大电容所挡，就会出现安装不上的问题。这对于新Athlon及Duron处理器的散热将有很大影响。
#1    测试环境：
    对于此次测试平台问题，其首先就是主板的选择。对于Coppermine及Celeron Ⅱ来说，其最好的选择就是Intel 815芯片组的主板。而对于新Athlon 及Duron，是VIA KT 133主板。此次我们选用了微星的KT 133主板，因为它能很好的安装上涡轮风扇，并且具有线性超超能力。为了加强测试的全面性，我们还特别加入了老Athlon的测试。由于AMD 处理器的功率特别大，因而在电源方面，选择世纪之星超强大功率电源，以确保系统的稳定性。
#1　　测试平台：
    CPU：新Athlon 700、Duron 700、老Athlon 700（超频）
         Coppermine 700、Celeron Ⅱ 700（566超频）
    主板：微星KT 133、华硕 i815主板、硕泰克KX 133
    内存：PC 133金条，支持PC 133规格
    硬盘：希捷酷鱼Ⅱ 15GB
    显卡：WinFaster GeForce 256 DDR
    显示器：Sony 17英寸
    系统：Win98se ＋Derect X7.0驱动
    驱动程序：VIA 4.22A 公版驱动程序
　　　　      Intel 815驱动程序＋Intel 公版UDMA66驱动
#1    测试分析
　　由于Celeron Ⅱ处理器目前上市的最高主频为600MHz，并且由于它具有较好的超频性，因而我们把Celeron Ⅱ 566超频至700MHz运行，以下的测试成绩都是在超频状态下完成，超过Celeron Ⅱ的实际能力。
#1　　综合性能测试
　　WinBench 99 1.2是一个比较综合的测试软件，包括了处理器的整数能力、浮点运算能力、磁盘性能、图形性能等几个测试子项目。其中CPUMark 99代表着CPU的整数性能，它的得分越高就表示处理器的商业软件性能或者2D游戏性能越高。在测试中我们可以看出，新Athlon 700整数运算能力非凡，它比Intel Coppermine 700高。Duron 700的得分也比Celeron Ⅱ 700高到多达30％，在这里，Duron 700的分值还比较接近于Coppermine 700。得到这一结果在情理之中，AMD处理器的整数运算部分一直相当强劲，从K6时代以来，就领先于同档次的Intel处理器。
　　在FPU WinMark的浮点运算能力测试中，虽然新Athlon 700处理器有了长足的进步，但还是比不上Coppermine 700，Intel 处理器还是有着强劲的实力。而在低端领域，Celeron Ⅱ 的得分高于Duron 处理器。这说明Celeron Ⅱ 在浮点运算方面还是不错的。在测试中我们还可以看出，Duron 700的得分同老Athlon 700差不多。我们知道，影响FPU WinMark测试成绩的因素除了CPU浮点单元的架构以外，最主要的是CPU的主频率，而其它因素，例如系统外频，L2 Cache大小对FPU WinMark得分的影响很小。这次测试中，除了Coppermine主频略高一点，其它几款的主频都为700MHz。测试得分的规律显示出Intel处理器在FPU单元部分的设计方面领先一步（参见^29070201i^表2）。
#1　　商用性能测试
　　CC Winstone 2000这个软件主要是用来测试CPU的商业处理能力及图形处理能力。其中包括有对Photoshop 5.0、Corldraw 、3D Max、Office 等作图软件及办公软件的处理。在测试中，新 Athlon 700处理器以30.5的分值高于Coppermine 700。同样Duron 700 也相应高于Celeron Ⅱ 700。可以看出，AMD处理器在商业处理方面有一定优势。其原因在于Winstone测试受整数运算和Cache容量、速度的影响较为明显。并且Athlon 700的L1 Cache容量超过Coppermine；它的前端总线速度也高出Coppermine（参见表2）。
#1　　3D运算能力及游戏性能测试
　　在这方面，我们采用3D Mark 2000及3D WinBench 2000来测试CPU 的3D图形运算能力。在测试中，我们关掉了显卡的硬件加速功能。Intel处理器再次体现了它那很强的浮点运算能力，Coppermine 700在这两方面的得分都领先于新Athlon 700。但在低端方面，Duron 700却超过了Celeron Ⅱ 700。这也是有原因的，此次测试中，虽然我们把Celeron Ⅱ 的外频超到83MHz，但毕竟由于系统外频同AGP带宽成一定的正比关系，较低AGP带宽直接影响了系统的3D图形运算能力，这是造成它性能差的直接原因。当然Duron 处理器内置的Cache 总容量高于Celeron Ⅱ也是一个原因。Celeron Ⅱ在L2 Cache方面采用的四回路机制，它的L2 Cache延迟为2，而Coppermine采用的是八回路机制，其L2 Cache延迟为0（参见^29070201j^表3）。
　　对于游戏性能，我们用Quake 3来进行测试，因为3D Now!指令集比SSE指令集具有更强的游戏性能，所以AMD的处理器具有更强的游戏性能。从表格中的数据可以看出，AMD的处理器战胜了Intel 处理器。
#1　　CPU带宽测试
　　我们通过SiSsoft 2000来测试CPU的带宽。从测试中我们可以发现，新Athlon 700要高于Coppermine 700，同样，Duron 的得分也高于Celeron Ⅱ。不仅如此，Duron 700的分值同Coppermine 700也非常接近。这有几个原因，首先是AMD处理器的200MHz的DDR总线频率，还有就是新Athlon 和Duron处理器内置有128KB的L1 Cache，而Coppermine 及Celeron Ⅱ内置却仅有32KB（参见^29070201k^表4）。
#1　　超频性能比较
　　最后，我们来看看这几款处理器的超频能力。Celeron Ⅱ的超频能力就不用说了，一颗Celeron 566能在散热条件很好的情况下超到850MHz的主频。但Coppermine 的超频能力就有限了，它从133MHz的外频可以超到150MHz，再高一点，系统就不稳定了。和Intel 的处理器一样，AMD的处理器也锁了倍频，所以要超频只能从CPU的外频下手，把新Athlon 及Duron处理器从100MHz的外频超至109MHz时，系统还比较稳定，但如再高，其发热量就已经很大了，而系统也不稳定了。可以看出，AMD的处理器还是比Intel 差一些，这同它们的发热量有很大关系。
#1    总　　结
　　从以上的测试中，我们可以看出，在商业运用及游戏性能方面，新Athlon处理器和Duron处理器占有一定的优势，而在浮点运算及3D图形处理方面，Coppermine处理器还是比较强的。Celeron Ⅱ由于外频太低，即使在超频状态下，其性能也显得有点不尽如人意。而且，作为高低搭配的Intel 系列中，Celeron Ⅱ 比 Coppermine 在整体上要低30％～40％，而同样作为高低档搭配的AMD系列中，Duron 处理器却仅比新Athlon处理器低20％～30％。而在价格方面，它们分别处于同一档次。可以看出，Coppermine同新Athlon处于同一档次，而Duron处理器的性能却胜过了Celeron Ⅱ。决胜的天平已向AMD倾斜。