火热的Prescott—P4 2.4A超频测试

时间:2007-10-15 09:27:37   来源:  作者:

很久以前,大约是Willamette核心P4刚刚出现的时候,抱怨声一片:执行效率低、二级缓存小、发热量大、接口不兼容。这些诟病使得Willamette核心在市场上没有挣扎多长时间就消声匿迹了。Northwood核心的P4上市之后,抱怨声才渐渐平息了下去。Northwood的0.13微米工艺使得CPU的工作频率提升到了3GHz以上,发热量也有所控制。512KB的二级缓存在一定程度上弥补了20级流水线带来的效率问题。另外配套的8x5系列芯片组性能不俗,为P4平台添色不少。总得来说Northwood平台仍然是一款比较成功的产品。

然而Northwood上市到现在也有2年了,按照莫尔定律Intel早就该推出新产品。显然Intel到现在也没有拿出一个具有2倍于Northwood核心的新CPU,而只有一个性能提高有限的Prescott。虽然Prescott采用了全新的设计,但是在工作频率和性能上都没有绝对优势,倒是发热功率比Northwood还要大一截。

关于这个Prescott,已经有过不少评测文章,这里只做一个简述。

Prescott核心具有1.25亿个晶体管(Northwood核心为5500万个),共用了7层金属底板,核心面积112平方毫米。采用了0.09微米工艺制造,其中包括了刚刚投入实用的应变硅(Strained Silicon)技术。Prescott的执行单元为31级流水线(Northwood核心的执行单元为20级流水线),由于流水线级数大大增加,要想维持CPU的执行效率必须提高分支预测的命中率。Prescott核心在这里采用改进了的分支预测器和新算法,在多数项目中的命中率都可以超过Northwood核心,也正因为如此Prescott的总体执行效率才不至于比Northwood还差。

另外一个针对执行效率的重大改进是将一级/二级缓存的容量都增加了一倍,一级缓存达到16KB,二级缓存达到1MB,同时关联性也得到加强。二级缓存的容量对整体性能的影响很明显,尤其是对那些带有大量整数运算的商业软件而言。以往由于CPU内核尺寸和良品率的限制,二级缓存容量的大小可以决定CPU的档次,Celeron CPU就是由此而来。这次Prescott核心采用了0.09微米工艺制造,才使得集成更大容量的缓存成为可能,而且新工艺制成的二级缓存面积比Northwood核心中的缓存面积还小。不过Prescott的缓存系统也并非无懈可击,一级缓存的延迟比Northwood核心要大很多,这对执行速度有一定影响,Intel还没有针对这个问题做出反应。

如果说二级缓存的好处主要体现在整数密集运算的商业软件当中,那么Prescott核心中的SSE3指令集就是针对多媒体和游戏软件的浮点密集型运算了。问题在于SSE3需要软件的特别优化,而目前缺乏真正支持SSE3的软件环境,可能要过一段时间才能让SSE3有用武之地。

关于Prescott还有一个重点不能不说。虽然0.09微米工艺带来了很多指标的进步,但发热功率上却没能控制得很好。以往改进加工工艺的时候(0.25微米到0.18微米、0.18微米到0.13微米),同频率下CPU的发热功率都会大幅下降。而这次Prescott采用0.09微米工艺后却不是这样,即使同频率下Prescott的发热功率也远远大于Northwood核心。其主要原因是Prescott的晶体管数量比Northwood多一倍以上,发热功率也就相应跟着疯狂提升。换句话说,如果不是采用0.09微米工艺,Prescott核心就要热得冒烟了,很可能根本无法上市。

不过采用0.09微米工艺的目的不仅仅是降低发热,Intel原先的主要意图还是提高CPU的工作频率。但从Prescott目前的情况来看,这个目的并没有达到。即使排除价格因素,3GHz以上的Prescott仍然非常稀少,可以想见高频Prescott的良品率并不比Northwood核心好多少。再加上性能方面并无显著进步,迫使Intel在发布Prescott时显得异常低调。同时,低频的Prescott反而开始大量进入市场,从一个侧面说明了Prescott核心的量产频率和Northwood系列基本一致。

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