深度解析:Intel服务器CPU的技术创新与未来发展
随着信息技术的快速发展,服务器CPU作为数据中心的核心组件,其性能和技术创新不断推动着行业的进步。
作为全球领先的芯片制造商,Intel在服务器CPU领域不断进行技术创新,引领未来发展趋势。
本文将对Intel服务器CPU的技术创新及未来发展进行深入解析。
一、Intel服务器CPU技术创新
1. 性能提升
性能是服务器CPU的核心指标,Intel在性能提升方面持续投入大量研发力量。
通过采用先进的制程工艺、优化架构和增加核心数等方式,Intel不断刷新服务器CPU的性能记录。
例如,Intel至强可扩展处理器提供了强大的性能,以满足企业级数据中心的高并发、大规模数据处理需求。
2. 安全性增强
随着网络安全问题日益突出,Intel在服务器CPU的的安全性方面进行了诸多创新。
例如,Intel至强处理器内置了安全引擎,可提供硬件级别的安全保障。
Intel还通过软件层面的优化,提高了操作系统和应用程序的安全性,为用户数据提供了更强大的保护。
3. 智能化技术
随着人工智能技术的快速发展,Intel在服务器CPU的智能化方面也取得了显著进展。
通过集成AI加速引擎和优化算法,Intel至强处理器可实现自适应性能优化,根据工作负载自动调整性能。
Intel还推出了专门针对AI应用的处理器,如Intel Nervana神经网络处理器,进一步提升了服务器在处理AI任务时的性能。
4. 节能技术
节能技术对于数据中心的长期运营至关重要。
Intel在服务器CPU的节能技术方面进行了诸多创新,以降低数据中心的能耗。
例如,Intel至强处理器采用了先进的节能技术,如动态功耗管理、智能缓存技术等,以提高能效比。
Intel还推出了低碳环保的制程工艺,进一步降低生产过程中的能耗和环境污染。
二、Intel服务器CPU未来发展
1. 更强大的性能
随着云计算、大数据等技术的快速发展,未来服务器CPU将面临更为严苛的性能需求。
Intel将继续投入大量研发力量,提升服务器CPU的性能。
未来,我们将看到更多采用先进制程工艺、优化架构和增加核心数的产品,以满足不断增长的数据处理需求。
2. 安全性与隐私保护
随着网络安全问题的日益突出,安全性和隐私保护将成为未来服务器CPU的重要发展方向。
Intel将继续加强在安全芯片技术方面的投入,提供更加安全可靠的解决方案。
Intel还将与软件厂商合作,共同打造更加完善的软件安全体系,为用户数据提供强大的保护。
3. 人工智能与云计算的融合
未来,人工智能与云计算将更紧密地融合在一起,为各行各业提供更高效的服务。
Intel将进一步完善其AI生态系统,通过推出更多针对AI应用的处理器和优化工具,加速人工智能在各个领域的应用。
Intel还将加强与云服务提供商的合作,共同打造更加高效的云计算解决方案。
4. 绿色环保与可持续发展
随着全球环保意识的不断提高,绿色环保和可持续发展将成为未来技术发展的重要趋势。
Intel将继续致力于降低生产过程中的能耗和环境污染,推出更多低碳环保的制程工艺和产品。
Intel还将加强与合作方的协作,共同推动绿色计算的发展,为全球的可持续发展做出贡献。
Intel在服务器CPU领域不断进行技术创新,引领未来发展趋势。
未来,我们将看到更加强大的性能、更加完善的安全保障、更加智能的应用以及更加环保的制造技术。
让我们共同期待Intel在服务器CPU领域的更多突破和创新。
英特尔11代酷睿处理器:技术力全面爆发,超越AMD锐龙4000U的表现如何?
技术力井喷:深度解析英特尔11代酷睿处理器英特尔11代酷睿处理器的发布,无疑是技术实力的一次强力展现。 Tiger Lake集成了Willow Cove微架构、Intel Iris Xe锐炬核显、AI功能等众多创新,标志着英特尔技术力的全新高度。 本文将深入剖析Tiger Lake的关键特性,揭示其在性能和功能上的突破。 首先,Tiger Lake-U系列的低功耗处理器,如i3、i5和i7系列,以i7-1185G7为例,单核睿频达到4.8GHz,接近标压和桌面级的水平,弥补了前代Ice Lake在性能上的短板。 其全新的Willow Cove微架构优化了功耗和性能,支持4核8线程,以及7-28W到12-28W的宽幅热设计功耗。 在技术层面,Tiger Lake引入了Intel Iris Xe核显,拥有96个EU单元,支持Intel DL Boost的DP4a人工智能加速指令,图形性能大幅提升。 全新的内存控制器和AVX2指令集,配合4K60fps和8K30fps的视频编码能力,展现出强大的多媒体性能。 SuperFin晶体管技术是Tiger Lake性能提升的关键,它通过优化晶体管设计和金属堆栈,提升了电荷移动性和降低了能耗。 这使得处理器在CPU和GPU性能上都有显著提升,尤其是在AI加速方面,Intel DL Boost、VNNI和GNA2.0三大AI技术使得Tiger Lake更显全能。 在性能测试中,英特尔11代酷睿处理器全面胜过AMD Ryzen 4000U,无论是基础测试还是实际应用,无论是游戏性能还是AI处理,均有明显优势。 例如,i7-1185G7在《全面战争:特洛伊》等游戏中表现出色,帧数远超对手。 综上所述,英特尔11代酷睿处理器凭借其强大的技术革新,不仅在性能上实现了飞跃,而且在AI、图形和多媒体处理上展现了前所未有的实力,预示着PC行业的技术革新将更为显著。
介绍一下inter和AMD的cpu的发展史(详细点)
分类:电脑/网络 >> 硬件 问题描述: 介绍一下inter和AMD的cpu的发展史(详细点) 解析: 英特尔发展史 Intel CPU的各种型号简介 个人电脑使用的CPU以Intel品牌为主, PC机CPU发展的历史就等于Intel公司的历史,现在就Intel公司CPU的发展作一介绍。 Intel CPU型号发展: 4004: 1969年 (4bit) 8008: 1972年 (8bit) 8080: 1974年 (8bit) 8085: 1976年 (8bit) 8086: 1978年 (16bit) 8088 .1979年 (CPU内部16bit而外部8bit) : 1980年 (16bit) : 1981年 (16bit) : 1982年 (16bit) : 1985年 (32bit) : 1988年 (32bit) Pentium:1993年 (32x2=64bit) Pentium Pro: 1995年(32x2=64bit) Pentium MMX:1997年 (32x2=64bit) Pentium II: 1997年(32x2=64bit), Pentium II为1998年主力产品。 Deschutes:Pentium II产品后续产品,采用0.25um工艺, 耗电量低, 1998年推出。 Katmai:Katmai Slot 2(K2SP)多媒体扩展格式MMX2产品用于服务器和工作站,外频采用100MHz,内频目前有40O/450/500MHz几个版本, L2 Cache 4MB, 1998年推出。 Willamette: P6与P7产品,代号为P68,速度比Pentium II快一倍。 Merced: 786 CPU,简称P7,为Intel/HP两家合作开发,对多媒体指令速度的处理有革命性的改变, 1997年底亮相,于1998-1999年推出。 886系列: 886产品,处理性能比P7高一倍。 1286系列: Intel公司规划2011年的指标产品。 CISC CPU和RISC CPU ◎CISC(Complex Instruction Set Computer,复杂指令集计算机)复杂指令集CPU内部为将较复杂的指令译码,分成几个微指令去执行,其优点是指令多,开发程序容易,但是由于指令复杂,执行工作效率较差,处理数据速度较慢,目前286/386/486/Pentium的结构都为CISC CPU。 ◎RISC(Reduced Instruction Set Computer,精简指令集计算机) RISC是精简指令集CPU,去除复杂的指令,保留精简的常用指令,再配合内部快速处理指令的电路,加快指令的译码与数据的处理,不过,必须经过编译程序的处理,才能发挥它的效率,Power PC为RISC CPU的结构。 ◎改进式的CISC CPU: 部分改进CISC的结构面向RISC的优点而开发,如Intel的Pentium-Pro(P6)、Pentium-II,Cyrix的M1、M2、AMD的K5、K6等。 CPU的工作时钟每一个CPU都有一个叫CLOCK(时钟)的接脚,筒称CLK,也就是提供给CPU处理数据的工作时钟,有时我们称之为频率,以MHz(Mega Hertz)为单位,提供给CPU频率的高低涉及到CPU的倍频或除频。 经过内部倍频或除率,得到的内部频率才是CPU执行指令的工作时钟(或工作频率),CPU频率的高低和CPU内部的结构以及指令处理的方式都关系着CPU处理指令的快慢,如CPU内部采用超级标量流水线(Super Scalar Pipeline)指令的处理结构,内部高速缓存的容量、指令的译码,程序的编译、是复杂指令集(CISC)或是精简指令集(RISC)的处理,这些都关系着CPU的处理速度。 一般CPU的工作时钟以它的型号来表示,如Pentium-l66中的166MHz、Pentium-200中的200MHz,在相同的结构下, CPU型号的数值越高者,其速度越快,当然价格也越高。 时钟发生器为CPU提供处理时种,也就是为CPU提供的工作频率,它会随着CPU型号规格的不同而不同。 早期286/386的CPU由于其内部有除2的除频电路,所以外部的频率是286/386 CPU 工作频率的一倍,经它的内部除2,即为CPU使用的工作频率,如-20, -20 , CPU外部的时钟发生器会提供40MHz的频率给CPU,经CPU内部除2,即为-20或-20的20MHz的工作时钟。 但是,从486DX2,486DX4和Pentium CPU开始,CPU的内部即以倍频的形式出现,在CPU内部倍频不影响外围设备,CPU可以作l.5/2/3/3.5/4/4.5倍频的提升,只要CPU的材质、温度、频率、工艺可以稳定发挥其功能即可量产,所以不同型号的CPU就有不同的频率,主板为了配合不同号的CPU,一般的规格都可承受到(120~200)MHz范围的频率,更新CPU时,只要主板的芯片组符合CPU的功能即可更新速度更快的CPU。 Klamath CPU 什么是Klamath, Klamath在地理上是美国境内的一条河名,在PC电脑上它有许多名称,有人叫它P6C,有人叫它Pentium Pro MMX,也有人叫它为686多媒体指令集CPU,它的名字琳琅满目,不过大部分的人都称它为Pentium II,因为Pentium和Pentium Pro已经是586和686的代名词。 不管如何称呼,它是当今Intel CPU中第六代最新的型号,它结合了Pentium Pro CPU与MMX(多媒体扩展指令)技术,是目前Intel公司最高性能的CPU,它有下列几种不同的特点: ◎它是扩展插卡-盒式的设计, CPU与L2高速缓存一起封入盒内,插在名叫Slot 1的扩展槽上。 ◎Pentium II盒式CPU共包含CPU+一颗高速缓存控制芯片+四颗高速缓存芯片。 ◎高速的处理速度,目前提供6种型号,Pentium II-233、Pentium II-266、PentiumII-300、Pentium II-333,Pentium II-350和Pentium II-400。 ◎提供一般的整数运算、图形影像多媒体运算、立体绘图浮点运算,为新一代的可 视计算中心。 ◎应用于中小企业、电脑服务器/工作站、机关学校和家庭,适用于电子商务、图形影像、教育娱乐等数据的传递。 ◎采用创新的双独立总线(DIB,Dual Independent Bus)结构,加快了高速缓存与CPU之间的数据传送。 ◎CPU内部的Ll高速缓存增加为64KB(32KB指令/32KB数据)。 ◎CPU外部卡盒内的L2高速缓存增加为256KB或512KB。 ◎Pentium II的Slot 1卡槽共有242支脚,卡上有很大的散热片或风扇。 MMX MMX是英立Multi-media Extension的缩写,中文为多媒体扩展指令集CPU。 这些指令桌能够加速处理有关图形、影像、声音等的应用,MMX Pentium CPU加强了Pentium CPU在多媒体处理功能的不足,它可以利用其内建的多媒体指令来模拟3D绘图的处理、 MPEG的压缩/解压缩。 立体声的音效等,只要是软件支持MMX CPU,即可以取代这些硬件的接口而达到多媒体的功效。 MMX Pentium CPU的接脚与Pentium CPU相同,但是其内部的结构和CPU使用的电压不同,内部除了提供MMX多媒体的电路,其使用的电压必须为2.8V与3.3V的两组电压,故主板的一些芯片组和BIOS,也必需配合支持MMX的功自,才能把电脑升级使之发挥MMX的功效。 AMD发展史 1969年5月1日--amd公司以10万美元的启动资金正式成立。 1969年9月--amd公司迁往位于901 thompson place,sunnyvale 的新总部。 1969年11月--fab 1产出第一个优良芯片--am9300,这是一款4位msi移位寄存器。 1970年5月--amd成立一周年。 这时amd已经拥有53名员工和18种产品,但是还没有销售额。 1970--推出一个自行开发的产品--am2501。 1972年11月--开始在新落成的902 thompson place 厂房中生产晶圆。 1972年9月--amd上市,以每股15美元的价格发行了52.5万股。 1973年1月--amd在马来西亚槟榔屿设立了第一个海外生产基地,以进行大批量生产。 1973--进行利润分红。 1974--amd以2650万美元的销售额结束第五个财年。 1974年5月--为了庆祝公司创建五周年,amd举办了一次员工游园会,向员工赠送了一台电视、多辆10速自行车和丰盛的烧烤野餐。 1974--位于森尼韦尔的915 deguigne建成。 1974-75--经济衰退迫使amd规定专业人员每周工作44小时。 1975--amd通过am9102进入ram市场。 1975--jerry sanders提出:以人为本,产品和利润将会随之而来。 1975--amd的产品线加入8080a标准处理器和am2900系列。 1976--amd在位于帕洛阿尔托的rickeys hyatt house 举办了第一次盛大的圣诞节聚会。 1976--amd和intel签署专利相互授权协议。 1977--西门子和amd创建advanced micro puters (amc) 公司。 1978--amd在马尼拉设立一个组装生产基地。 1978--amd的销售额达到了一个重要的里程碑:年度总营业额达到1亿美元。 1978--奥斯丁生产基地开始动工。 1979--奥斯丁生产基地投入使用。 1979--amd在纽约股票交易所上市 1980--josie lleno在amd在圣何塞会议中心举办的五月圣诞节聚会中赢得了连续20年、每月1000美元的奖励。 1981--amd的芯片被用于建造哥伦比亚号航天飞机。 1981--圣安东尼奥生产基地建成。 1981--amd和intel决定延续并扩大他们原先的专利相互授权协议。 1982--奥斯丁的第一条只需4名员工的生产线(mmp)开始投入使用。 1982--amd和intel签署围绕iapx86微处理器和周边设备的技术交换协议。 1983--amd推出当时业内最高的质量标准.1000。 1983--amd新加坡分公司成立。 1984--曼谷生产基地开始动工。 1984--奥斯丁的第二个厂房开始动工。 1984--amd被列入《美国100家最适宜工作的公司》一书。 1985--amd首次进入财富500强。 1985--位于奥斯丁的fabs 14 和15投入使用。 1985--amd启动自由芯片计划。 1986--amd推出系列32位芯片。 1986--amd推出业界第一款1m比特的eprom。 1986年10月--由于长时间的经济衰退,amd宣布了10多年来的首次裁员计划。 1986年9月--tony holbrook被任命为公司总裁。 1987--amd与sony公司共同设立了一家cmos技术公司。 1987年4月--amd向intel公司提起法律诉讼。 1987年4月--amd和 monolithic memories公司达口 CPU发展史 1.速度挂帅,万变不离其宗 CPU又叫中央处理器,是英文单词Central Processing Unit的缩写,其内部结构大概可以分为控制单元、算术逻辑单元和存储单元等几个部分。 按照其处理信息的字长可以分为:八位微处理器、十六位微处理器、三十二位微处理器以及六十四位微处理器等等。 本文后面会提到许多比较艰生的理论知识,虽然我会努力把他们讲得生动浅显,但我确实没有办法让它象《还珠格格》那样有趣,不过你一定要把握住所有这些技术都是围绕突破速度极限而设立的,这是个万变不离其宗的道理。 顺着这条路思索下去,你一定马上会问提高速度到底都有哪些方法呢?其实说起来很简单,科学家想到的地方,我们要留心也一定能发现得了。 不外乎下面几种情况:优化指令集、提高处理器每个工作单元的效率、配置更多的工作单元或新的运行方式来增加并行处理能力、缩短运行的时钟周期以及增加字长等等。 2.论资排辈,字长最好说话 八位微处理器的典型产品为Intel公司的8080处理器、8086处理器、Motorola公司MC6800微处理器和Zilog公司Z80微处理器。 十六位微处理器的典型产品是Intel公司的8086和微处理器。 如果说8080处理器还不为各位所熟知的话,那么则可以说是家喻户晓了,个人电脑――PC机的第一代CPU便是从它开始的。 三十二位微处理器的代表产品是Intel公司1985年推出的,这是一种全三十二位微处理器芯片。 1989年Intel公司又推出准三十二位处理器芯片SX。 它的内部数据总线为三十二位,与相同,外部数据总线为十六位。 也就是说,SX的内部处理速度与接近,也支持真正的多任务操作,而它又可以接受为开发输入/输出接口芯片。 SX的性能优于,而价格只是的三分之一。 386处理器没有内置协处理器,因此不能执行浮点运算指令,如果您需要进行浮点运算时,必须额外购买昂贵的协处理器芯片。 八十年代末九十年代初,486处理器面市,粗略的说486就是集成了浮点运算单元和8KB高速缓存(说是高速但比现在一般内存的速度也有相当差距)的386。 早期的486分为有协处理器的486DX和无协处理器的486SX两种,其价格也相差许多。 随着芯片技术的不断发展,CPU的频率越来越快,而PC机外部设备受工艺限制,能够承受的工作频率有限,这就阻碍了CPU主频的进一步提高。 在这种情况下,出现了CPU倍频技术,该技术使CPU内部工作频率为处理器外频的2-3倍,486DX2、486DX4的名字便是由此而来。 CPU发展史:(二)悄然而至的转折点 九十年代中期,全面超越486的新一代586处理器问世,为了摆脱486时代处理器名称混乱的困扰,最大的CPU制造商Intel公司把自己的新一代产品命名为Pentium(奔腾)以示区别。 而AMD和Cyrix也分别推出了K5和6x86处理器。 接下来Intel又为冲击服务器市场和争取多媒体制高点相继发布了Pentium Pro 和Pentium MMX。 这么多处理器的发布使这一段并不算长的时期充满了戏剧性,技术和市场层面的两层变化交汇在一起,终究构成了山雨欲来风满楼的态势。 或许这就是我们所说的转折点吧? 1.技术变迁,RISC取代CISC 在现在来看第五代的微处理器的问世,应该算得上是PC个人电脑发展史上里程碑式的事件。 然而这并非是因为它的速度较之以前有了本质的变化,主要原因是,从这里开始传统的X86指令集的CPU开始由CISC复杂指令集设计,转而开始采用部分RISC(简单指令系统计算机)技术。 虽然从外观上这些CPU的指令依然复杂而且长度也参差不齐,但实际其内部的微指令已经是整齐化一的简单指令了。 而由此也产生了两项全新的技术,超标量和流水线结构。 接下来,我们简单介绍下他们的情况。 (1)复杂指令集 随着VLSI技术的发展,计算机的硬件成本不断下降,与此同时,软件成本却越来越高,这使得人们开始热衷于在指令系统中增加更多的指令以及让每条指令完成更复杂的工作,来提高操作系统的效率,并尽量缩短指令系统与高级语言的语义差别,以便于高级语言的编译和降低软件成本。 另外,为了做到程序兼容,同一系列计算机的新机器和高档机的指令系统只能扩充而不能减去任意一条,也促使指令系统愈加复杂。 于是我们就把这些计算机称为CISC(复杂指令系统计算机)。 (2)简单指令集 在发现了上述弊病以后,科学家们开始寻求解决办法。 1975年IBM公司开始研究指令系统的合理性问题。 其结果发现,CISC电脑中,各种指令的使用频率相差悬殊,最常使用的一些比较简单的指令,仅占指令总数的20%,但在程序中出现的频率却占80%。 于是着眼于减少指令的执行周期数,简化指令使计算机结构更加合理并提高运行速度的RISC电脑开始出现。 CPU发展史:(三)三分天下之序幕 虽然Intel已经接连出错,但其市场基础扎实,资金雄厚。 短时间内竟不显败象,实在令人佩服,就在这时Intel又要做决定了。 我们的故事应该从这里正是开始…… 1.万事皆由Intel起,PII拱手让市场 1997年对于所有Wintel体系的兼容CPU生产厂家而言,可算是悲喜交加的一年了。 在这一年里的大部分时间里,Intel不但凭借其Pentium MMX(P55C)系列CPU仗剑天下,打得AMD K6和Cyrix M II等芯片毫无还手之力,更有取得专利保护的Slot 1主板的推出。 反观,其他的PC系统CPU生产厂家,由于不能继续在CPU接口上同Intel保持兼容,他们被逼上了绝境,前途一片暗淡。 就在业界一致认为Intel行将一统江湖之时,Intel却做出了一个令人十分吃惊的决定:退出Socket 7市场,为PC系统开发100MHz的新架构。 为什么Intel会在Slot 1市场还未完全成熟,而Socket 7又正当壮年之时宣布退出呢? 原来,它也有其难言之隐。 首先,从386以来,AMD和Cyrix便一直跟跑在后,哪一次技术革新不是Intel出钱出力,最后又让他们来兼容,争夺市场。 与其这样不如干脆给他来个连根拔起,断了你兼容的念头。 再者说,业界在66MHz的外频下已经停留了很长时间,Socket 7架构已经发展得十分成熟,如果从这里来提升系统外频,不但对新技术的运用有一定限制,而且其利润也不如新东西来得高。 所以权衡再三,Intel终于做出了这个现在看来几乎不可思议的决定。 由此一场波澜壮阔的芯际大战便拉开了序幕。 2.闪电出击,AMD终成大器 AMD这个名字,大家一定再熟悉不过了。 打从知道他的那天起,在我印象里他就是篮球队里的最佳第六人,绿荫场上的超级替补。 Intel刚宣布退出Socket 7市场,AMD就敏锐地抓住了这一百年不遇的良机,坚定的在 Socket 7架构上推出高频K6。 并率先发难,带头提出了Super 7架构,大有要和Intel分庭抗礼之势。 于是本来最早由Intel提出的100MHz外频概念,成了AMD反击Intel的主要武器。 各大系统芯片开发商也鼎力相助,VIA的MVP3、SIS的5591、ALI的Aladdin Ⅴ等系统芯片组也如雨后春笋一般冒了出来,由于众志成城,开发措施得力,100MHz外频在Super 7架构上比Slot 1的440 BX芯片组早进入市场。 且其综合性能比在66MHz下要高出6.8%~15%左右(这主要归功于100MHz主频对前置总线的2级缓存的影响),反观Slot 1架构却只有2%~5%的提升。 100MHz外频这柄双刃剑终于砍伤了Intel自己。 而AMD也因此声名大震。 3.避而不战,Cyrix的衰落 讲到这里不能不提一下作为CPU三大厂商之一的Cyrix。 由于他一直把Intel估计得过于强大,从不犯错。 所以,面对Intel的步步紧逼,他几乎不愿和Intel做任何正面交锋,甚至放缓了针对主流CPU市场的6x86MX系列CPU的开发,转而致力于研发多功能合一的Media GX系列处理器。 以至在97年底前后的风波中显得措手不及,毫无应变能力。 随着AMD市场份额的扩大,而缩小了自己的市场。 从486中最cool的芯,有些高烧的6x86,再到Media GX,Cyrix一步步衰落了。 (3)流水线 介绍流水线结构打个比方最容易。 请大家设想一下工厂里产品装配线的情况,在我们想要提高它的运行速度的时候,是怎么做的呢?答对了。 把复杂的装配过程分解成一个一个简单的工序,让每个装配工人只专门从事其中的一个细节,这样每个人的办事效率都会得到很大的提高,从而使整个产品装配的速度加快。 这就是流水线的核心思想。 (4)超标量技术 如果说,流水线是依靠提高每个操作工人的效率来达到促进整体的结果的话,那超标量就纯粹是在增加工人的数量了。 它通过重复设置大量的处理单元,并按一定方式连接起来,在统一的控制部件控制下,对各自分配的不同任务并行的来完成不同操作。 由此近年来电脑微处理器发展的基石总算奠定了下来,接下来考虑的就是如何提高流水线的使用效率和研发更先进的并行技术了。 2.一招出错,Intel尽失先机 或许现在很多人都认为Intel逐渐失去绝对的垄断地位是从AMD发布K6处理器开始的,但在我看来事实并非如此。 就像我文章一开始就提到的那样,高手间的过招,不但要打败对手,同时更需要战胜自己。 就在Intel主流桌面市场全面告捷的同时,它已经开始了第一次冲击高端工作站和服务器市场的尝试。 Pentium Pro(简称P6)正是应此要求出现的,它一经问世,就获得了满堂喝彩。 我们需要给予肯定的是P6的内核确实十分先进,就是现在的Pentium III的核心也继承了它的血脉。 当然超能奔腾给我们留下最深印象的还是它一体双腔的设计方案,这是款X86处理器发展史上第一次把大容量L2缓存集成到CPU上和核心放置非常接近的产品,但以当时的工艺制造水平根本没有办法解决热量的问题。 这款穷尽Intel心血的处理器最终没能进入主流市场,不但消耗了大量资金,更要命的是用去整整研发一代CPU所需要的时间,这才让后来的AMD K6有机可乘。 如果说上面的论述我还有几分自信能引起一些读者赞同的话,下面的想法则完全属于个人奇谈怪论。 我认为Intel另一个不大不小的失误就出在风靡一时MMX指令上。 MMX技术实质上是单指令流、多数据流数据处理方式(SIMD)的一项具体应用。 它允许CPU同时对2、4甚至8个整数数据进行并行处理,而丝毫不影响系统的速度。 在Pentium MMX结构的CPU中,增加若干64位的寄存器来完成上述使命。 其最初目的是用于提高CPU对3D数据的处理能力,但实质上3D技术更需要的是浮点运算。 随后出现的3DNow!、SSE和用于苹果电脑的AltiVec指令系统很快便让其走入了历史。
Intel 12代酷睿详解:内存频率惊人,架构面向未来
日前,英特尔方面召开2021年度“架构日”活动,一口气公布了多达11项的新产品和新技术。 但在当时我们注意到,大多数 科技 媒体都将重点放在了刚刚公布的英特尔ARC(中文名:锐炫)独立显卡上,而对于同台亮相的第12代酷睿Alder Lake处理器的架构信息,却鲜少进行解析。
既然如此,以我们三易生活的风格,当然就要选择“吃螃蟹”,来尝试解析一下英特尔此次公布关于12代酷睿的诸多细节。 而事实上,当我们仔细研究了英特尔给出的资料后也发现,英特尔这一次的新架构里,信息量真的很大。
“大小核”正式上位,硬件线程调度器为Win11优化
12代酷睿的产品代号为Alder Lake,其最大的特征就是x86处理器史上首次大规模引入了“大小核”设计。 请注意,在这里我们说的是大规模引入,因为此前其实英特尔就已经在10代酷睿产品线里,推出过一款带有“试水”性质的大小核处理器酷睿i5-L16G7。
LakeFiled,英特尔首款“大小核”处理器的代号
当然,以结果来说,酷睿i5-L16G7这款处理器无论市场表现还是用户口碑,都称不上出色。 而这很大程度上与它只有“1大核4小核”的配置,以及当时Tremont架构(和现在的赛扬N5095、N6210同架构)小核心不太够用的性能和过低的频率有关。
或许是从酷睿i5-L16G7上吸取了教训,在12代酷睿上,英特尔一方面对大核和小核的架构都进行了重新设计,大幅提高了“能效核心(也就是小核)”的效能;另一方面通过自家的“Intel 7”半导体制程,优化了每一种核心的主频。 与初代“大小核”处理器酷睿i5-L16G7相比,12代酷睿目前已知的大核心主频从3GHz提升到了5.3GHz,小核心主频更是从1.8GHz提升到了3.9GHz,所以光是频率所带来的单核性能受益显然就将不容小觑。
当然,最为重要的是,与初代“大小核”相比,12代酷睿此次还大幅增加了核心数量。 根据目前已知的信息,12代酷睿的“大小核”配置组合基本如下表所示。
可以看到,除了最低端、功耗等级只有5瓦的超低压型号外,英特尔这一次都大幅增加了“大小核”组合中大核心和小核心的数量。 特别是在移动端,几乎清一色都有8个小核心,所以其理论上的多任务性能比现在的4核心低压移动版酷睿,是会强上不少的。
这也就意味着对于12代的酷睿来说,其绝大多数型号(包括移动端和桌面端)都会有超过10个以上的物理核心,同时还是两种不同架构并行运作。 那么,这就当然需要进行专门的核心调度优化了。 所以英特尔与微软合作,在12代酷睿里集成了一个名为“Intel Thread Director(暂译为英特尔线程导向器)”的硬件单元,并确保Windows 11系统对其提供了原生的兼容性。
根据外媒Anandtech从英特尔方面了解到的信息显示,12代酷睿内部的核心优先级,依次为大核心 小核心 大核心的超线程逻辑核心。 而Windows 11系统则会根据当前的功耗和任务繁重情况,自动分派任务给不同级别的核心。
举例而言,当用户在台式机或插电运行的 游戏 本上打 游戏 时,系统就会将重要的任务( 游戏 )优先派给大核心执行,不重要的任务(比如后台杀毒)则交给小核心。 而如果笔记本电脑处于低功耗运行的状态下,则轻负载任务启动时,可能会被优先交给小核心,以达到节约电量的目的,此时大核心甚至可以被关闭,就像当下的智能手机上那样。
PCIE5.0、DDR5首发,MHz的内存你怕不怕
说完了12代酷睿的多核心设计,接下来我们谈谈它此次在I/O部分的一些变化。 之所以不急着深入解析架构,主要是我们认为I/O部分对于消费者的影响可能还要更大一些。
首先,英特尔此次的确是对12代酷睿的I/O性能进行了极大幅度的升级。 一方面,其CPU内部直接集成了16条全新的PCIE 5.0通道+4条PCIE 4.0通道;另一方面,与之搭配的芯片组(Z690)也将提供12条PCIE 4.0和16条PCIE 3.0。
很显然,英特尔是想要消费者用x16带宽的PCIE 5.0去安装显卡,直连CPU的x4带宽PCIE 4.0用于安装主SSD。 但从目前的行业状况来看,PCIE 5.0显卡或许不会那么早推出,但是采用PCIE 5.0 x4接口,读写速度接近1.5GB/s的顶级SSD却有可能即将面世。
因此在实际的PC平台上,主板厂商很有可能会将12代酷睿的PCIE 5.0带宽分成两部分,一半PCIE 5.0x8的带宽用于连接显卡(正好相当于PCIE4.0 x16),另一半PCIE 5.0x8则分解成四条PCIE 4.0x4,可用于实现板载双万兆网卡、多个直连CPU的PCIE4.0 M2插槽,或是其他高带宽接口(例如U2、U3、EDSFF等企业级的SSD接口)等等。
其次,在内存子系统上,12代酷睿也成为了消费级平台中第一款支持DDR5内存的平台。 根据英特尔方面公布的数据显示,DDR5内存的起始频率为4800MHz,也就是比现在主流的3200MHz DDR4内存快了50%左右。
可能有的朋友看到这里会觉得有些疑惑,明明现在DDR4的高频内存都已经出到DDR4-5400MHz甚至更高了,DDR5起步才4800MHz,性能岂不是在倒退?
别急,英特尔考虑到了这一点。 因为在他们所公布的官方信息中声称,12代酷睿的内存带宽可以高达204GB/s。 这句话的信息量其实超大,因为大家要知道,这已经相当于顶级的锐龙线程撕裂者PRO平台配备八通道DDR4-3200内存时的带宽了。 仅凭12代酷睿的双通道内存控制器,配合DDR5-4800内存是绝对到不了这么高的。
和DDR4时代相比,超高频DDR5内存这次可能会登场得很早
因此可能性就只有一个了,那就是英特尔方面相当于是在明示,已经有内存厂商准备好了等效频率高达MHz的DDR5内存,而且它可以兼容12代酷睿,在这个频率下,双通道128bit DDR5的带宽就正好是204GB/s了。 当然,从我们三易生活的经验来看,要想让这么高频率的内存稳定运行,不光CPU要支持、主板的用料也不能差,所以204GB/s的超高内存带宽,可能得花不少钱才能体验到了。
大核具备“逆超线程”黑 科技 ,小核性能不输6代酷睿
最后,我们来简单讲一下12代酷睿的内部架构设计。 由于这部分的信息量实在太大,所以我们只会选择最重要的部分进行简单分析。
首先,是12代酷睿这一次的大核心架构代号为“Golden Cove”。 其实从名称上也能看出,它与11代桌面版的“Cypress Cove”、10代移动版的“Sunny Cove”是一脉相承的。 话虽如此,但它本身其实比前两代的变化都要大得多。
比如说,12代酷睿的大核心,首次在x86处理器上实现了6宽度的解码器设计,这意味着它的指令解码能力理论上比之前所有的x86处理器都提升了50%之多。 并且与之配合的,则是它的指令缓存、微操作缓存的吞吐量都几乎翻了一番。 而为了能够“喂饱”这个超大型的指令解码单元,英特尔更是直接将L2缓存的缓冲区大小从5000条增加到了条,同样也成为了当前已知民用级处理器中的最大规模。 根据英特尔方面的说法,与前代产品相比,12代酷睿大核心的IPC性能增长了多达19%,这在行业里确实已经算是非常明显的进步了。
然而,这还不是12代酷睿大核心最“黑 科技 ”的设计。 还记得我们在前文中曾提及,在12代酷睿中核心性能的优先级吗?没错,按照这一设计,12代酷睿处理器的大核心在日常的大部分时间里,可能都不会动用到超线程功能。 为此,英特尔干脆在12代酷睿里弄了个特殊设计,允许大核心在不启用超线程时,将原本为超线程功能设计的、多余μOP缓存队列直接用于主线程运算,相当于是将核心的部分规格“临时加倍”。 还记得2006年英特尔曾在自家主板BIOS里泄露过的“逆超线程”技术吗?在12代酷睿的大核里,它说不定真的实现了。
与此同时,12代酷睿的小核心也并不简单。 要知道,它的架构其实源自于英特尔多年前的“凌动”产品线,但经过多达8代的改进和重新设计后,无论是性能还是技术指标都已经不可同日而语了。
事实上,12代酷睿的小核心有一个特别明显的特征,就是它内部的执行端口数量多达17个!要知道,它的上一代架构(Tremont)执行端口只有8个,而12代酷睿的大核心也才只不过12个执行端口。 但是12代酷睿小核心的17个执行又并非17个功能不同的组件,而是包含了大量重复功能的单元。
图片来自AnandTech
这就意味着12代酷睿的小核心,从一开始就是为运算量不大、但相对重复的计算任务所设计,比如说杀毒、视频编码( 游戏 直播)、AI面部识别等等。 而这也正好对应了它理想状态下的工作职能,也就是主要用于执行那些辅助性质的程序,从而让大核心可以专注于重负载的主要线程。
当然,如果你非要用12代酷睿的小核心去“办大事”,它的性能也不是不够用。 事实上,按照英特尔方面公布的信息显示,12代酷睿的小核心与6代酷睿(Skylake)相比,中等功耗条件下的单核性能提升了40%;同时,12代酷睿的小核心可以仅使用约60%的功耗,就达到6代酷睿的峰值单核性能水准。
这话说的有点绕,但在经过了外媒的换算后发现,12代酷睿小核心的峰值单核性能大约是6代酷睿单核性能的108%,同时其功耗仅比6代酷睿的60%略多一点。 当然,英特尔或许是顾及脸面,没有直接拿10代桌面版酷睿进行对比,毕竟10代桌面版酷睿还在售,而它的架构其实同样也是6代的Skylake。
换而言之,也就是对于12代酷睿来说,哪怕是2大核+8小核的低端型号,其总体性能也有望超过10代酷睿的10核心顶配型号。 而对于8大核+8小核的顶配12代酷睿来说,性能相比10核心的酷睿i9-K提升80%、甚至在部分场景里提升100%,都是有可能的。
总结:12代酷睿提升不小,但它还只是剧变的前奏
总的来说,虽然英特尔目前还没有对12代酷睿的性能进行大规模宣传,但从目前已知的资料中,我们已经感受到了它此次架构改变的巨大以及性能提升的明显。
这是不是一件好事?无论对于PC行业、还是对于有志在今年年底或者明年春季换机的消费者来说,当然都是一件大好事。
反过来说,当处理器/显卡出现极大幅度的换代性能增长时,同时也意味着新的软件将会大幅提升对于硬件的需求(或者通过指令集适配,在新硬件上明显跑得更快),从而对还在使用老设备的用户造成一定的压力。
不过对于英特尔来说,12代酷睿的诞生,不仅仅意味着他们成功实现了新品竞争力的大幅提升,同时也意味着他们终于回到了产品快速更迭的轨道上来。 至少,根据日前曝光的信息来看,英特尔早已规划好了从2022年到2026年的多代“大小核”处理器产品线,一边在研发全新的、可能带来30%甚至50%性能提升的下代和下下代大核架构。
另一方面,性能高功耗还低的“小核心”设计,未来也有望被进一步发扬光大。 比如说可能会出现由多达64甚至128个小核心构成的服务器CPU,也可能会出现由8大核32小核组成的40核民用级新旗舰。
当然,更进一步地说,既然在12代酷睿里英特尔已经可以把“1大4小”做到5瓦的功耗水准,那么未来会不会有“2大8小”甚至“2大16小”设计的新制程处理器,再次进军智能手机等移动设备领域呢?
不得不说,12代酷睿打开了英特尔再次大幅进行技术创新的一扇大门。 而这扇门里所蕴含的可能性,我们至今甚至还不能完全看透。
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