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电脑CPU流水线对比

2017-10-24 10:36 来源:网络 作者:网络

自踏入P4时代以来,Intel的CPU内部的流水线级要比AMD的高出一些。以前的Northwood和Willamette核心的流水线为20级,相对于当时的PIII或者Athlon XP的10级左右的流水线来说,增长了几乎一倍。而目前市场上采用Proscott核心CPU流水线为31级。很多人会有疑问,为何要加长流水线呢其实流水线的长短对于主频影响还是相当大的。流水线越长,频率提升潜力越大,若一旦分支预测失败或者缓存不中的话,所耽误的延迟时间越长,为此在Netburst架构中,Intel将8级指令获取/解码的流水线分离出来,而Proscott核心有两(电脑没声音)个这样的8级流水线,因此严格说起来,Northwood和Willamette核心有28级流水线,而Proscott有39级流水线,是现在Athlon 64(K8)架构流水线的两(电脑没声音)倍。

相信不少人都知道较长流水线不足之处,不过,是否有了解过较长流水线的优势呢在NetBurst流水线内部功能中,每时钟周期能够处理三个操作数。这和K7/K8是相同的。理论上,NetBurst架构每时钟执行3指令乘以时钟速度,便是最后的性能,由此可见频率至上论有其理论基础。以此为准来计算性能的话,则K8也非NetBurst对手。不过影响性能的因素有很多,最主要的就是分支预测失败、缓存不中、指令相关性三个方面。

这三个方面的问题每个CPU都会遇到,只是各种解决方法及效果存在着差异而已。而NetBurst天生的长流水线既是它的最大优势,也是它的最大劣势。如果一旦发生分支预测失败或者缓存不中的情况,Prescott核心就会有39个周期的延迟。这要比其他的架构延迟时间多得多。不过由于其工作主频较高,加上较大容量的二级高速缓存在一定程度上弥补了NetBurst架构的不足之处。

不过流水线的问题在Intel的新一代CPU架构Conroe得到了较好的解决,这样子以来,大容量的高速缓存,以及较低的流水线,配合双核心设计,使得未来的Intel CPU性能更加优异。

AMD认为,自己的双核Opteron和Athlon-64 X2才符合真正意义上的双核处理器准则,并隐晦地表示Intel双核处理器只是“双芯”,暗示其为“伪双核”,声称自己的才是“真双核”,真假双核在外界引起了争议,也为消费者的选择带来了不便。

AMD认为,它的双核之所以是“真双核”,就在于它并不只是简单地将两(电脑没声音)个处理器核心集成在一个硅晶片(或称DIE)上,与单核相比,它增添了“系统请求接口”(System Request Interface,SRI)和“交叉开关”(Crossbar Switch)。它们的作用据AMD方面介绍应是对两(电脑没声音)个核心的任务进行仲裁、及实现核与核之间的通信。它们与集成的内存控制器和HyperTransport总线配合,可让每个核心都有独享的I/O带宽、避免资源争抢,实现更小的内存延迟,并提供了更大的扩展空间,让双核能轻易扩展成为多核。

与自己的“真双核”相对应,AMD把英特尔已发布的双核处理器——奔腾至尊版和奔腾D处理器采用的双核架构称之为“双芯”。AMD称,它们只是将两(电脑没声音)个完整的处理器核心简单集成在一起,并连接到同一条带宽有限的前端总线上,这种架构必然会导致它们的两(电脑没声音)个核心争抢总线资源、从而影响性能,而且在英特尔这种双核架构上很难添加更多处理器核心。


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