想说爱你不容易──关于P4的六大热点问题 董平 月生 2001年 36期 随着Pentium4的不断降价，英特尔力推该处理器的用心显露无疑，Pentium4取代PentiumⅢ成为市场主流也是大势所趋，为了更进一步了解英特尔的这个新“王者”，我们一起来看看有关Pentium4的几个热点问题。 　　#1问题一 你需要P4吗？ 　　#21．Pentium4的优势 　　从结构上看，Pentium4仍然沿用了IA-32的结构，还是属于32位处理器。它在制造工艺上尽管未采用传说中的铜工艺，而使用了低温电介质的0．18微米铝工艺制程， 但内核还是集成了4200万个晶体管。从外形来看，Pentium4的外观很像老赛扬，也许是吸取了PentiumⅢ把内核直接暴露在外面容易被风扇压坏的教训，Pentium4又重新把CPU的内核保护在导热金属外壳之内，以利于使用块头大的强力风扇（图1^36030901a^）。 　　与技术改动不大的PentiumⅢ相比，Pentium4是值得用户进行升级的新一代微处理器。从技术发展角度上看，Pentium4包括了一系列增强型功能： 　　（1） 超级管道技术（HyperPipeline-Technology）。分支预报和防御管线在Pentium4中是20个进程的深度，这整整是PentiumⅢ的两倍，Pentium4还对每一个管线的复杂进程进行了简化。它使Pentium4处理器推出时的主频至少达到1．3GHz，并为将来的互联网应用预留了充足的主频提升空间。 　　（2）新型快速执行引擎（Rapid-ExecutionEngine）。Pentium4在执行常用指令时的速度将是执行其他指令的两倍，可以获得更高的性能表现。 　　（3）超大通路设计。更加宽大的通路使处理器内部的指令能够以更快的速度进行排列和执行，从而使台式机处理器的处理能力得到大幅度提升。 　　（4）数据流SIMD扩展指令集2（SSE2）。Pentium4具有一组144条新指令，与目前使用PentiumⅢ处理器的数据流SIMD扩展指令的大量软件兼容，这些新指令提高视频和加密的处理性能，而且支持下一代的互联网计算应用。 　　（5）400MHz的系统总线。400MHz的系统总线比今天PentiumⅢ处理器的133MHz系统总线的传输速度要快3倍，可以获得更丰富的互联网音频、视频和三维应用体验。当然严格地讲它应该叫100MHz的四芯导线泵的前端总线，Pentium4总线每一时钟周期发送数据4次。 　　（6）Pentium4运行指令的速度和运算频率都显著增加，其带宽是PentiumⅢ的3倍以上，可以使处理器与存储控制器之间的转换速度达到3．2兆比特（Gbyte）。Pentium4的高速缓冲存储器可以破译指令密码，从而节省解码时间并实现更高的使用效率。 　　（7）改进的分支预报单元。在分支预测方面，Pentium4处理器改进了其精确度，并存储更多的过去分支信息在一个更大的容量中，4KB分支目标缓冲器是PentiumⅢ的8倍，这为分支预报提供了更好的算法。 　　（8）Pentium4的设计确实相当先进。Pentium4的管道的深度与它的less-than-stellar FPU 结合将保持它的clock-for-clock 性能。和其它的Pentium系列处理器的设计相比，它在常规的x86运算器和浮点运算器上有较大的改进。 　　#22．Pentium4的不足 　　（1）尽管英特尔从Pentium4开始为核心的x86指令组增加了144条指令，这一指令组主要用于提高多媒体功能（即音频和视频功能）。但是，同应用以往类型的芯片一样，软件开发商为了充分利用这些新的指令功能，需要为Pentium4重新编写应用程序。 　　（2）另外值得一提的是，尽管Pentium4的前端总线速度达到了400MHz，其实总线速度还是100MHz，之所以能够达到400MHz是因为在100MHz的系统总线上同时传输4条不同的64位数据流从而达到了400MHz的速度。但和真正的400MHz总线速度还有很大的差异。 　　（3）Pentium4的不足还在于发热大、配套主板太少以及价格太高。但这些问题目前正逐步得到解决。Pentium4在今年内将成为市场主流产品是毋庸质疑的。 　　#23．性能比较 　　目前市场上能与Pentium4相抗衡的主要是AMD的雷鸟（Thunderbird）处理器和英特尔最新的Tualatin核心的PentiumⅢ。尽管在某些应用上还有不足，但Pentium4肯定是目前综合性能最好的CPU。下面我们给出Pentium4与其他处理器的一些技术参数比较情况（见表^36030901b^），供大家参考。 　　#24．按需选择 　　我们是否需要Pentium4取决于两个方面，一是性能，二是价格。Pentium4处理器良好的性能是毋庸置疑的。然而，对于大多数家庭和办公用户而言，为满足一般字处理和上网等应用，Celeron处理器就够了。最重要的一点是，计算机的性能并不完全取决于CPU，电脑的整体工作性能符合“木桶原理”，也就是说很大程度上由性能最差的配件所决定。因此我们不能单纯考虑是否需要Pentium4 CPU，而要在内存、硬盘、显卡等方方面面搭配合理才是最重要的。 　　目前PentiumⅢ已经进入了成熟期，性价比不错，且和市场上大多数主板及内存条的搭配都非常成熟，售后服务系统也较为完善。而且，至少在现在，PentiumⅢ平台的处理性能并不比Pentium4逊色多少。对于一般用户而言，PentiumⅢ电脑已经足够应付日常的所有要求。如果一味追求CPU高性能，去买搭配并不合理的Pentium4电脑，是很不划算的。 　　当然随着Pentium4平台不断地成熟、品种的不断丰富以及价格的持续降低，可以预见，在不久的将来，Pentium4必将取代PentiumⅢ成为主流产品，但至少在今年内，选择PentiumⅢ还是Pentium4还是值得我们认真考虑的。 　　#1问题二 不同P4的差异 　　和英特尔任何一款CPU产品类似，Pentium4也有不同的种类。尽管从目前的情况看不同种类的Pentium4差异并不大。 　　1． 盒装Pentium4和散装Pentium4 　　Pentium4刚刚推出时，由于只能与价格昂贵的 RDRAM和i850主板配套使用，市场上只有盒装的Pentium4处理器，在精美的包装盒内随Pentium4处理器还送上了两条64MB的PC800 RDRAM，以及专用的散热风扇。而且商家一般与i850主板及专用机箱配套出售。就是我们称呼的“Pentium4套装”。 　　后来Intel将盒内的内存拿掉，只保留了风扇，就是一般的盒装Pentium4。随着主板、内存等配件价格的下调，散装Pentium4才逐步出现在市场上。首先要指出的是盒装Pentium4和散装Pentium4在性能上是没有任何区别的。它们实际上就是同一种产品。只是所穿的“外衣”和“来源”不同而已。严格说直到本月英特尔才正式推出零售版的散装的Pentium4，那么前段时间大量出现在市场上的散装Pentium4是怎么来的呢？主要有两个来源，一是从非法途径流入的“水货”，二是从整机厂家中流出的库存。因此散装Pentium4 CPU的价格要大大低于盒装产品的价格。 　　这次正式零售版本的Pentium4处理器全部为防静电袋单颗封装，产地是哥斯达黎加。在处理器表面有大大的淡金黄“Pentium4”的蚀刻字样，1．5GHz处理器表面全部字体如下： 　　1． 5GHz「Intel（R）Pentium（R） 4 1．5GHz/256/400/1．7V SL4SH COSTA RICA 3038A605-0285 i（M）（c）"00 4039A506 。 　　2． Socket 423与Socket478 Pentium4 　　日前，英特尔终于正式推出了Socket 478 新版Pentium4。新Pentium4尽管针脚数多了，但个头反而更小了（图2^36030901c^）。 　 　　也许大家会问，这种新Pentium4（Socket 478）和老Pentium4（Socket 423）有什么区别？从目前来看，这两种CPU没有什么本质的区别，性能也相差不大，只是引脚数不同而已。英特尔之所以要生产新的mPGA478封装的Pentium4 ，主要是为真正的第二代Pentium4 Northwood 作准备，因为Northwood 将采用独特的mPGA478 封装，至于多出来的55个引脚主要是运行在2GHz以上时，CPU所必需的电压线和地线。 　　3． 第一代和第二代Pentium4 　　真正值得我们期待的是代号为Northwood的第二代Pentium4。英特尔很快会停产所有Socket 423的Pentium4，全力生产Socket 478接口的产品。从2GHz开始，Socket 478的产品将全面转入0．13微米制造工艺，二级缓存也将从现在的256KB提升到512KB以上。 　　新的Northwood处理器，不仅将采用0．13 微米工艺，其体系结构也有所改变，提高了运算效率（指令周期）。更显而易见的变化是它的时钟频率达到了一个新的高度（2GHz以上），Northwood 才真正显示出Pentium4的强大性能。 　　#1问题三 P4与芯片组、内存的搭配问题 　　Pentium4刚推出时只能与i850+Rambus搭配，到本月情况忽然发生了突飞猛进的变化，Pentium4也可以与目前市场另外两大主流DDR、SDRAM内存构架搭配了。 　　1． Pentium4+i850+Rambus 　　Rambus内存是一种全新的内存规格，大体上说来，Rambus内存所采用的技术与Ultra ATA有些相似，亦即在工作周期的上下沿都传输数据，以产生双倍的数据传输时钟；Rambus内存的工作频率定得很高（400MHz以上），从理论上讲，Rambus内存比SDRAM和DDR内存在数据传输带宽上具有明显的优势，但由于价格较高等原因，目前只有英特尔的i820、i840与i850芯片组支持。 　　i850芯片组和i840芯片组有很多相似之处，例如它们都集成了双通道RDRAM内存控制器，都支持AGP 4×，和处理器之间的数据带宽都是3．2GB/s，和南桥ICH I/O控制芯片之间的数据带宽都是266MB/s。i850芯片组除了支持Pentium4处理器之外，和i840芯片组不同之处就在于ICH芯片了，这次i850芯片组采用了ICH2南桥芯片，它除去了i840芯片组对64位PCI的支持和缓存预读功能，i850芯片组支持6个PCI插槽，4个USB端口，内置10/100M网卡芯片，双通道ATA/100控制功能。 　　Pentium4刚推出时只能和RDRAM+Intel 850芯片组配合，由于市场不大、成本较高等原因，而且当时厂商就已得知i850主板采用的Socket 423很可能只是过渡规格，因为英特尔后续的Pentium4处理器会改用Socket 478接口。因此现在DIY市场上零售的i850主板并不多。 　　2． Pentium4+i845+SDRAM 　　SDRAM是当前PC机中流行的标准内存类型，它将CPU与RAM通过一个相同的时钟锁在一起，使RAM和CPU能够共享一个时钟周期，以相同的速度同步工作，每一个时钟脉冲的上升沿便开始传递数据。目前大多数主板都支持SDRAM，主流容量为128M、256M，价格很便宜，128M的仅100元左右。在未来一两年内很可能被淘汰。但目前由于价格极低，支持的主板种类很多，仍是市场上的主流内存。 　　基于种种原因，英特尔在推出Socket 478 新版Pentium4的同时，推出了i845芯片组，该芯片组最大的特点是能够搭配价格低廉的SDRAM。这样一来Pentium4套装价格就降至两千出头甚至更低。i845的推出，使业界普遍对Rambus的前景产生了怀疑，难道Rambus阵营就真的那么不堪一击？不过，目前Pentium4+i850+Rambus的整体性能要胜过Pentium4+i845+SDRAM一筹。 　　i845采用的是DRAM的架构，带宽和现有Pentium4平台的i850芯片组相比只有三分之一。如果光是这样看，那i845可能根本无法应付Pentium4在数据上的传输需求。不过如果不考虑带宽的因素，那么PC133在某些应用上是有可能打败RDRAM的，因为RDRAM的内存潜伏周期实在太长了。 　　3． Pentium4+P4X266+DDR 　　DDR是SDRAM的更新产品。从技术上看，DDR就是“双倍数据传输”的意思，通过利用时钟周期的上沿和下沿分别进行两次数据传输，实现双倍的速度表现。目前最高可以提供2．1GB/s的内存带宽。由于成本低，兼容性好，DDR内存获得了相关厂商广泛支持。目前ALi（扬智）的MAGiK1、矽统（SiS）的735、VIA的KT266等芯片组均支持DDR内存。 　　本来Pentium4+i845与DDR内存配合将会有优异的性能，i845芯片组也并不只支持PC133 SDRAM，对DDR SDRAM的支持也相当成熟，但是因为英特尔和RAMBUS之间的合同问题。限制了这一组合。英特尔这次“作茧自缚”，正好为VIA提供了绝好的机会。近日VIA冒着由于未经授权可能导致的法律纠纷，毅然推出了支持DDR内存的Pentium4芯片组--P4X266。 　　P4X266可以算是VIA推出的支持英特尔处理器的芯片组的又一得力之作了。升级了的内存控制模块和VIA一贯的低价格，使得Pentium4能够以更低的价格出现在高端平台上，而且新款P4M266有望在今年第四季度推出。同时，威盛还将推出支持DDR333的Pentium4芯片组P4X333，和其竞争对手扬智、SiS（矽统科技）生产的芯片组一样支持相同的内存。 　　由于受到支持DDR内存的VIA P4X266芯片组的困扰，英特尔很有可能会提前一个季度，也就是在今年第四季度正式推出可以支持DDR内存的i845D芯片组。据业内人士指出，也只有搭配DDR内存，Pentium4的性能才会得到充分的发挥。 　　4． Pentium4+其他芯片组+DDR 　　SiS和ALi已获得了Intel的技术授权，很快推出了相应的Pentium4芯片组， Pentium4芯片组市场将越来越热闹了。 　　SiS近日宣布即将推出支持Pentium4处理器的芯片组--SiS645/961。据悉，矽统科技的SiS645芯片组将率先支持DDR333标准，它可以支持DDR333/DDR266/PC133三种规格的内存，最大内存容量支持到3GB；支持400MHz前端系统总线、支持AGP 4×、支持6个PCI插槽、支持Ultra ATA/100。 　　高性能的ALADDiN-P4芯片组也将全面出击。ALADDiN-P4芯片组符合PC主流市场需求的最新型芯片组兼具DDR 200/266/333及PC100/133超高频宽表现的内存接口，可充分满足主板厂商及系统制造商对整体Pentium4系统稳定度的严格需求。此款代号M1671之ALADDiN-Pentium4芯片组晶圆是采用先进的0．25微米技术和629针脚的BGA封装形式，支持前端总线频率高达400MHz，内存架构可支持超高频宽DDR 200/266/333及SDRAM 100/133，而主存储器容量亦可高达3GB。此外，具备1×/2×/4×规格的图形加速端口（AGP，Accelerated Graphics Port）和周边零件连接接口（PCI，Peripheral Component Interconnect）的读取与写入，提供了主机板厂商理想的缓冲结构设计。 　　总的来看，目前Pentium4平台市场上，i850芯片组搭配先进的Rambus内存无疑是性能之王，但它的售价颇为昂贵，尚不能全面普及；i845搭配PC133 SDRAM，虽然价格较低，但PC133内存仅1．06GB/s的内存带宽显然不能满足Pentium4的需要；P4X266在价格与性能上取得了平衡。它的性能与i850相近，PC2100 DDR内存提供了2．1GB/s的内存带宽，基本适应Pentium4的需要，而它的成本与i845不相上下。 　　#1问题四 P4的电源有何特点 　　电源是整个计算机的“动力之源”。如果电源质量不可靠，系统运行将极不稳定。随着电脑中CPU、内存、板卡芯片的时钟频率提高，光驱转速加快，散热风扇增加，对电源的性能要求也就大大增加了。由于Pentium4的功率高达55W，很可能出现供电不足的情况。为此英特尔公司在Pentium4主板设计规范中加入了4针的ATX12V接口与一个6针的增强型接头，以提高主板的供电量。 　　对于电源，Pentium4也有新的要求，电源应符合ATX2．03设计要求，提供五大一小输出接口，具备充足的负载能力。大家应知道，Pentium4的耗电量是十分惊人的，现在市面上销售的Pentium4 1．4GHz CPU的功耗高达五十多瓦，除了提供标准的ATX电源接口外，还应备有4针的12V Pentium4 CPU专用电源接口和6针Pentium4主板电源增强接口，为Pentium4系统供应充足稳定的动力来源（这也是英特尔在公布Pentium4主板设计规格中，对电源供应提出的设计要求）。此外最好还支持智能型风扇自动温控功能，确保最佳散热的同时，将功耗和噪音降至最低。 　　所有的Pentium4主板在处理器插座旁边都有4针12V电源接口（图3^36030901d^），这个接口将为Pentium4处理器提供额外的电力供应，这对未来2GHz以上的Pentium4处理器更是必不可少，因为届时2GHz以上的Pentium4处理器的电力消耗将达到70W以上。因此为更好地使用Pentium4，我们最好购买有4针12V电源输出的Pentium4处理器专用电源。有些Pentium4主板（如英特尔原装Pentium4主板）要求与特殊的机箱和电源配合。 　　英特尔要求Pentium4主板最好在处理器插座四周配备EMI电磁干扰固定条，一方面便于牢牢固定处理器和笨重的Pentium4散热片，另外一方面由于处理器在1GHz速度以上运行时会产生大量的电磁干扰释放到机箱内部，干扰其它电子部件的正常运行，有了EMI电磁信号，Pentium4处理器运行时产生的电磁干扰就可以被控制在EMI固定条之内，而不至于向外扩散。 　　#1问题五 P4还需要超频吗 　　现在，我们来看看Pentium4超频问题。首先，如果你的Pentium4没有锁死倍频的话（估计不会有这样的零售版本），你可以通过提高CPU倍频的方式得到更高的主频，这样能够使商业软件运行的效率更高。其次，如果你的Pentium4倍频被锁死，就只能依靠外频的提升来超频了，外频的提升能够让你的3D游戏运行得更流畅，同时也提升了Pentium4的主频，一举两得。 　　但话说回来，超Pentium4的外频难度就比原先的PentiumⅢ要高很多，首先要克服的就是PCB板线路抗干扰的极限。因为Pentium4的NetBurst架构采用4倍于外频的工作频率来传输数据，在标准的100MHz外频下，其数据传输频率就高达400MHz，如果将外频超到133MHz的话，数据传输频率就是533MHz了，4层PCB设计的主板很可能会受不了。举个现实的例子：当初采用Slot A架构的Athlon处理器，它的L2 Cache工作频率为核心的一半。当Athlon的核心频率（主频）提升到800MHz的时候，所有的Slot A上的L2 Cache都降为主频的三分之一，最主要的原因就是担心PCB的抗干扰能力影响成品的良率。其次，内存的工作频率也会成为超频的一个瓶颈。这样的问题在i845芯片组的主板上表现得很突出，而采用RDRAM的i850主板由于内存是独立总线，不受影响。在i845主板上，通常采用同步方式工作，那么Pentium4主板上的内存工作频率应该是100MHz，和外频相同，但这样的内存带宽只有800MB/s，对于3D处理运算来讲显然是偏低的。于是i845芯片组设计了内存异步机制，能够让内存工作频率运行在133MHz外频下。另外，由于i850芯片主板上的内存是采用独立总线的Rambus，因此，在i850芯片组的主板上提升Pentium4的外频，无法让内存子系统性能得到提升，所以在i845主板上超频的意义更大。 　　总体看来，商业应用环境还是比较依赖CPU主频的，而对于3D加速性能来讲，外频提升后效果最明显。 　　其实，Pentium4的运行速度已经很快了，并没有什么太大的必要来进行超频，而且在超频之后CPU的发热就增大了，散热措施如果没做好，会导致非常严重的后果。 　　#1问题六 P4的散热问题 　　众所周知，改善CPU散热性能的关键在于选择合适的散热片和CPU风扇，一个大的散热片和风力强劲的CPU风扇绝对必要。影响散热的另一个重要因素是机箱。设计合理、空间宽大的机箱将十分有利于CPU散热。机箱内电源线和排线的合理布局，也将对散热产生不可忽视的影响。 　　#21．改善机箱的散热 　　如果不怕麻烦，电脑可以“赤膊上阵”，即卸掉机壳，这时散热效果远胜过在机箱内装几个风扇。当然关机后还是要关好机箱，以免老鼠、灰尘等给电脑带来伤害。有条件的话应选择宽大的机箱以及对机箱进行适当的改造。由于超频后外部总线可能会超出规定频率，显卡或声卡等增加了额外负担，发热明显增加，这就更要求机箱的散热条件要好。 　　#22．给CPU散热 　　（1）散热片和散热风扇 　　目前市面上散热风扇所使用的散热片（Heat Sink）材料几乎都是铝合金，只有极少数是使用纯铜之类的材料。散热效果最好的金属是银，其次是铜，再其次才是铝。但是银的价格昂贵，而铜又太过笨重，都不太可能拿来做散热片，而铝的重量非常轻，兼顾导热性和质量轻两方面，因此，才普遍被用作电子零件散热的最佳材料。但散热片并非是百分之百纯铝的，因为纯铝太过于柔软，所以会加入少量的其他金属成为铝合金，以获得适当的硬度。除了材质外，一个散热片的好坏与表面积的大小也密切相关。一般来说，表面积越大，散热效果越好；表面积越小，散热效果就越差。 　　另外，要取得良好的散热效果，还可以使用散热性好的新型CPU风扇。比如涡流风扇、高速滚珠液轴承风扇、挡板形涵道式风扇或其他经过特殊设计的风扇。而且尤其要注意风扇最好采用3针小接口，以便直接接在主板上，监测转速。 　　（2）Pentium4的散热 　　随着主频的提升，Pentium4的功率达到50W以上，相应发热也非常厉害。我们一定要使用经过英特尔认证的强力风扇。机箱也一定要足够大，有足够的散热空间让空气流通。而且所有Pentium4主板的北桥芯片上都应安装大型的散热片。 　　在散热方面，由于1．5GHz的Pentium4处理器功耗是55W，比PentiumⅢ处理器的功耗多出了30W左右，因此Pentium4处理器配备铜底的散热片和大型散热风扇，一个典型的Pentium4散热系统大约重450克。处理器正常运行时的内核温度在65℃左右。 　　如果大家仔细观察一下Pentium4处理器的表面金属散热片，就可以发现在右下方有一个圆形小孔，这个小孔在处理器运行的时候，有助于平衡处理器内腔和外部的气压，帮助热量从处理器向外对流。由于部分的散热膏含有银，铜等帮助散热的金属微粒，具有导电能力，让这种散热膏进入处理器内腔的后果不堪设想，因此在使用含有金属微粒的散热膏时一定要注意涂抹的范围，不能让这种散热膏进入小孔。