電腦 CPU 雙核究竟好在哪裡？

 　　要買雙核電腦，首先要瞭解雙核。

　　請看Intel和AMD各自的雙核，我們重點是學習它們的區別，只有在瞭解之後才能知道，選哪一個更好，或者更有性價比。

　　要指正的是，intel和AMD的緩衝的用處是不一樣的，並不能直接相比，轉貼中關於緩衝的說法是錯的。

　　AMD L1緩衝與L2緩衝和INTEL L1緩衝L2緩衝大小無可比性，大家可不要亂來比。INTEL的 L1 緩衝是資料代碼指令追存緩衝，而AMD L1緩衝是實資料讀寫緩衝。INTERL L1緩衝裡(電腦自動關機)存著資料在L2緩衝裡(電腦自動關機)的地址，L1 緩並不存有實際資料，所以大家看到INTEL CPU的 L1 緩衝都比較小。

　　相反AMD L1緩衝裡(電腦自動關機)則存實際資料，當L1 緩衝滿了時,再把資料存到L2 緩衝，所以大家看到AMD CPU的L1緩衝都比較大，為128K。

　　因為L1緩衝比L2緩衝的延遲速度更小，所以在緩衝上，AMD CPU 比 INTEL CPU的效率更高。

　　而說起L2緩衝的大小，我們強調 INTEL CPU的L2緩衝超大，不過L2緩衝其實在一般使用中並沒起到什麼作用，反而倒浪費了消費者錢。

　　CPU處理資料機率

　　CPU使用0-128K緩衝的機率是80%

　　CPU使用128-256K緩衝的機率是10%

　　CPU使用256-512K緩衝的機率是5%

　　CPU使用512-1M緩衝的機率是3%

　　CPU使用更大緩衝的機率是2%

　　所以說太大的緩衝並不是很有用。

　　AMD和Intel的記憶體控制的架構都不一樣，僅僅用幾個資料根本無法反映出實際情況，實際上是AMD的架構更不存在瓶頸，Intel的共用FSB架構需要和其它硬體裝置爭奪頻寬，延遲也大，大L2的目的也正是為了降低FSB瓶頸的影響。

　　雙核處理器可以說是CPU領域最大的亮點。畢竟X86處理器發展到了今天，在傳統的通過增加分支預測單元、緩衝的容量、提升頻率來增加效能之路似乎已經難以行通了。因此，當單核處理器似乎走到盡頭之際， Intel、AMD都不約而同地推出了自家的雙核處理器解決方案：Pentium D、Athlon 64 X2!

　　所謂雙核處理器，簡單地說就是在一塊CPU基板上整合兩(電腦沒聲音)個處理器核心，並通過並行匯流排將各處理器核心串連起來。雙核其實並不是一個全新概念，而只是CMP(Chip Multi Processors，單晶片多處理器)中最基本、最簡單、最容易實現的一種類型。

　　一、處理器協作機制

　　AMD Athlon 64 X2

　　Athlon 64 X2其實是由Athlon 64演變而來的，具有兩(電腦沒聲音)個Athlon 64核心，採用了獨立緩衝的設計，兩(電腦沒聲音)顆核心同時擁有各自獨立的緩衝資源，而且通過“System Request Interface”(系統請求介面，簡稱SRI)使Athlon 64 X2兩(電腦沒聲音)個核心的協作更加緊密。SRI單元擁有串連到兩(電腦沒聲音)個二級緩衝的高速匯流排，如果兩(電腦沒聲音)個核心的快取資料需要同步，只需通過SRI單元完成即可。這樣子的設計不但可以使CPU的資源開銷變小，而且有效利用了記憶體匯流排資源，不必佔用記憶體匯流排資源。

　　Pentium D

　　與Athlon 64 X2一樣，Pentium D兩(電腦沒聲音)個核心的二級快取是相互隔絕的，不過並沒有專門設計協作的介面，而只是在前端匯流排部分簡單的合并在一起，這種設計的不足之處就在於需要消耗大量的CPU周期。即當一個核心的快取資料更改之後，必須將資料通過前端匯流排發送到北橋晶片，接著再由北橋晶片發往記憶體，而另外一個核心再通過北橋讀取該資料，也就是說，Pentium D並不能像Athlon 64 X2一樣，在CPU內部進行資料同步，而是需要通過訪問記憶體來進行同步，這樣子就比Athlon 64 X2多消耗了一些時間。

　　二、二級緩衝對比

　　二級緩衝對於CPU的處理能力影響不小，這一點可以從同一家公司的產品線上的高低端產品當中明顯的體現出來。二級緩衝做為一個資料的緩衝區，其大小具有相當重大的意義，越大的緩衝也就意味著所能容納的資料量越多，這就大大地減輕了由於匯流排與記憶體的速度無法配合CPU的處理速度，而浪費了CPU的資源。在

　　事實上也證明了，較大的快取意味著可以一次交換更多的可用資料，而且還可以大大降低快取失誤情況的出現，以及加快資料的訪問速度，使整體的效能更高。

　　就目前而言，AMD的CPU在二級快取的設計上，由於製造工藝的原因，還是比較小，高端的最高也只達到2M，不少中低端產品只有512K，這對於資料的處理多多少少會帶來一些不良的影響，特別是處理的資料量較大的時候。Intel則相反，在這方面比較重視，如Pentium D核心內部便整合了2M的二級快取，這在處理資料的時候具有較大的優勢，在高端產品中，甚至整合4M的二級快取，可以說是AMD的N倍。在一些實際測試所得出來的資料也表明，二級緩衝較大的Intel分數要高於二級緩衝較小的AMD不少。

　　三、記憶體架構對比

　　由Athlon 64開始，AMD便開始採用將記憶體控制器整合於CPU核心當中的設計，這種設計的好處在於，可以縮短CPU與記憶體之間的資料交換周期，以前都是採用記憶體控制器整合於北橋晶片集的設計，改成整合於CPU核心當中，這樣一來CPU無需通過北橋，直接可以對記憶體進行訪問操作，在有效提高了處理效率的同時，還減輕了北橋晶片的設計難度，使主板廠商節約了成本。不過這種設計在提高了效能的同時，也帶來了一些麻煩，一個是相容性問題，由於記憶體控制器整合於核心之內，不像內建於北橋晶片內部，相容性較差，這就給使用者在選購記憶體的時候帶來一些不必要的麻煩。

　　除了記憶體相容性較差之外，由於採用核心整合記憶體控制器的緣故，對於記憶體種類的選擇也有著很大的制約。就現在的記憶體市場上來看，很明顯已經像DDR2代過渡，而到目前為止Athlon 64所整合的還只是DDR記憶體控制器，換句話說，現有的Athlon 64不支援DDR2，這不僅對效能起到了制約，對使用者選擇上了造成了局限性。而Intel的CPU卻並不會有這樣子的麻煩，只需要北橋整合了相應的記憶體控制器，就可以輕鬆的選擇使用哪種記憶體，靈活性增強了不少。

　　還有一個問題，如若使用者採用整合顯卡時，AMD的這種設計會影響到整合顯卡效能的發揮。目前整合顯卡主要是通過動態分配記憶體做為顯存，當採用AMD平台時，整合在北橋晶片當中的顯卡核心需要通過CPU才能夠對記憶體操作，相比直接對記憶體進行操作，延遲要長許多。

　　四、平台頻寬對比

　　隨著主流的雙核處理器的到來，以及945、955系列主板的支援，Intel的前端匯流排將提升到1066Mhz，配合上最新的DDR2 667記憶體，將I/O頻寬進一步提升到8.5GB/S，記憶體頻寬也達到了10.66GB/S，相比AMD目前的8.0GB/S(I/O頻寬)、6.4GB/S(記憶體頻寬)來說，Intel的要遠遠高出，在總體效能上要突出一些。

　　五、功耗對比

　　在功耗方面，Intel依然比較AMD的要稍為高一些，不過，近期的已經有所好轉了。Intel自推出了Prescott核心，由於採用0.09微米製程、整合了更多的L2緩衝，晶體管更加的細薄，從而導致漏電現象的出現，也就增加了漏電功耗，更多的晶體管數量帶來了功耗及熱量的上升。為了改進Prescott核心處理器的功耗和發熱量的問題，Intel便將以前應用於移動處理器上的EIST(Enhanced Intel Speedstep Technolog)移植到目前的主流Prescott核心CPU上，以保證有效控制降低功耗及發熱量。

　　而AMD方面則加入了Cool‘n’Quiet技術，以降低CPU自身的功耗，其工作原理與Intel的SpeedStep動態調節技術相似，都是通過調節倍頻等等來實現降低功耗的效果。

　　實際上，Intel的CPU功率之所以目前會高於AMD，其主要的原因在於其內部整合的晶體管遠遠要比AMD的CPU多得多，再加上工作頻率上也要比AMD的CPU高出不少，這才會變得功率較大。不過在即將來臨的Intel新一代CPU架構Conroe，這個問題將會得到有效解決。其實Conroe是由目前的Pentium M架構變化而來的，它延續了Pentium M的絕大多數優點，如功耗更加低，在主頻較低的情況下已然能夠獲得較好的效能等等這些。可以看出，未來Intel將把移動平台上的Conroe移植到案頭平台上來，取得統一。

　　六、流水線對比

　　自踏入P4時代以來，Intel的CPU內部的流水線級要比AMD的高出一些。以前的Northwood和Willamette核心的流水線為20級，相對於當時的PIII或者Athlon XP的10級左右的流水線來說，增長了幾乎一倍。而目前市場上採用Proscott核心CPU流水線為31級。很多人會有疑問，為何要加長流水線呢其實流水線的長短對於主頻影響還是相當大的。流水線越長，頻率提升潛力越大，若一旦分支預測失敗或者緩衝不中的話，所耽誤的延遲時間越長，為此在Netburst架構中，Intel將8級指令擷取/解碼的流水線分離出來，而Proscott核心有兩(電腦沒聲音)個這樣的8級流水線，因此嚴格說起來，Northwood和Willamette核心有28級流水線，而Proscott有39級流水線，是現在Athlon 64(K8)架構流水線的兩(電腦沒聲音)倍。

　　相信不少人都知道較長流水線不足之處，不過，是否有瞭解過較長流水線的優勢呢在NetBurst流水線內部功能中，每刻度能夠處理三個運算元。這和K7/K8是相同的。理論上，NetBurst架構每時鐘執行3指令乘以時脈速度，便是最後的效能，由此可見頻率至上論有其理論基礎。以此為準來計算效能的話，則K8也非NetBurst對手。不過影響效能的因素有很多，最主要的就是分支預測失敗、緩衝不中、指令相關性三個方面。

　　這三個方面的問題每個CPU都會遇到，只是各種解決方案及效果存在著差異而已。而NetBurst天生的長流水線既是它的最大優勢，也是它的最大劣勢。如果一旦發生分支預測失敗或者緩衝不中的情況，Prescott核心就會有39個周期的延遲。這要比其他的架構延遲時間多得多。不過由於其工作主頻較高，加上較大容量的二級快取在一定程度上彌補了NetBurst架構的不足之處。

　　不過流水線的問題在Intel的新一代CPU架構Conroe得到了較好的解決，這樣子以來，大容量的快取，以及較低的流水線，配合雙核心設計，使得未來的Intel CPU效能更加優異。

　　AMD認為，自己的雙核Opteron和Athlon-64 X2才符合真正意義上的雙核處理器準則，並隱晦地表示Intel雙核處理器只是“雙芯”，暗示其為“偽雙核”，聲稱自己的才是“真雙核”，真假雙核在外界引起了爭議，也為消費者的選擇帶來了不便。

　　AMD認為，它的雙核之所以是“真雙核”，就在於它並不只是簡單地將兩(電腦沒聲音)個處理器核心整合在一個矽晶片(或稱DIE)上，與單核相比，它增添了“系統請求介面”(System Request Interface，SRI)和“交叉開關”(Crossbar Switch)。它們的作用據AMD方面介紹應是對兩(電腦沒聲音)個核心的任務進行仲裁、及實現核與核之間的通訊。它們與整合的記憶體控制器和HyperTransport匯流排配合，可讓每個核心都有獨享的I/O頻寬、避免資源爭搶，實現更小的記憶體延遲，並提供了更大的擴充空間，讓雙核能輕易擴充成為多核。

　　與自己的“真雙核”相對應，AMD把英特爾發行的雙核處理器——奔騰至尊版和奔騰D處理器採用的雙核架構稱之為“雙芯”。AMD稱，它們只是將兩(電腦沒聲音)個完整的處理器核心簡單整合在一起，並串連到同一條頻寬有限的前端匯流排上，這種架構必然會導致它們的兩(電腦沒聲音)個核心爭搶匯流排資源、從而影響效能，而且在英特爾這種雙核架構上很難添加更多處理器核心。