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我们都知道最近接受度越来越高的Core扣肉——Core 2处理器来源于一个以色列素以挑战权威著称的海尔法开发团队,这个架构顺利地改变了上一代NetBurst架构面对AMD K8的劣势,并助力Intel在市场占有率方面大发神威。
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其实就当时来说,NetBurst架构——Pentium 4绝对是个划时代的架构,然而NetBurst架构流水线过长,导致其运行频率过高,过快地耗尽了当前工艺水平的力量,很快就遇到了4GHz的极限,Intel总裁的惊天一跪相信人们都记忆犹新。
无疑产能和生产技术绝对是Intel的传统强项,Intel的商业操作能力也堪称一流,NetBurst并不占优的架构也能坚持了整整7年的时间,然而功耗和性能的确是这个架构的先天缺陷,NetBurst的确被AMD的K8处理器的高效性能给遏制住了,AMD并抢走x86桌面市场及服务器不少的市场份额,Athlon 64 3000+、Athlon 64 X2 3600+等都是物美价廉的一代经典,广受用户喜爱。Intel是如何地在数年内扭转市场/技术上的劣势的呢? |
在2000的时候,人们还信奉者频率至上的信念,这很大程度上要归咎于Intel的一直宣传,然而Pentium III时代突破1GHz大关的名头却不幸被AMD抢走了,这未免让Intel颇有些面目无光,随后Intel毅然转向了一个新的架构,这个极深流水线设计的架构可以让处理器轻易达到很高的频率,这个架构的名字叫作P68,Intel为这个流水线多达20级的架构起了一个非常时髦的名字——NetBurst。 |
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第一代Pentium 4:Willamette,采用了180nm工艺 |
和我们熟知的生产工厂的流水线相似,因为每一级流水线都可以更专注于某一个小的操作/步骤,因此采用极深流水线的可以在同样的工艺下获得更快的时钟频率,因此可以体现得出比较明显的性能增长,然而流水线越长,指令在分支失败的时候就会浪费掉已经耗费的已通过流水线,由于当时处理器都采用了乱序+猜测执行的设计,分支预测是经常碰到的操作。
Pentium III的流水线级数是10,第一代的Willamette Pentium 4是20,到了2004年的Prescott Pentium 4更甚,达到了31级!Intel的工程师需要最大程度地发挥他们的才干,可谓是绞尽了脑汁来提升分支预测的成功率,包括不断提升1级和2级缓存的容量(更大的容量可以支持更多数量的分支预测)。
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NetBurst架构一直发展到双核的Pentium D 9系列 |
更多的流水线也让设计上变得更复杂了,晶体管数量也大幅增长,同时也带来了耗电和发热量方面的问题。人们戏称Pentium 4为烤炉,耗电和发热量也让长流水线的频率提升最终受到限制,Prescott核心Pentium 4最后止步于3.8GHz的频率(当然,疯狂的超频产品不在此例)。到目前为止,NetBurst发展到Pentium D 9xx系列,市场上还存在一些低价Pentium D和Celeron D
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