当前位置:学海荡舟 -> 电脑乐园 -> 硬件漫淡

硬件漫谈
 

  基本知识
  深出简入
  IT名人
  厂商传奇
  高新技术
  计算机的发展与未来



未来的处理器

  Intel 下一代微处理器:IA-64之Merced

  Merced是由Intel公司与HP公司共同研制开发的下一代 64位CPU,它将采用0.18(或0.13)微米的制造工艺,内部电压 1.8伏,集成700万个左右的晶体管,芯片面积只有300平方毫 米,内含512KB的SRAM高速缓存,如此高密度的电路集成将大大提高CPU的工作频率,Merced的起始工作频率将是600MHz。

  以前的CPU有CISC(复杂指令计算)和RISC(精简指令计算)两种结构,而Intel特别为Merced制定了IA-64(Intel Architecture-64,Intel的64位结构)。IA-64系列芯片应用Intel和HP一种共同的设计成果,称为显式并行指令计算(Explicitly Parallel Instruction Computing,EPIC)。

  EPIC芯片以并行方式执行任务,比起现在的CISC和RISC芯片,执行速度至少要快两倍。 EPIC芯片实际上包括了CISC、RISC和EPIC。 从理论上说,把三种体系结构集成在一个芯片上,将使现有的应用软件都可运行在基于该芯片的计算机上。然而,除非软件做出修改,充分利用它的并行性,否则用户是不会感觉到处理速度加快的。

  为了与当前的X86指令兼容,Merced将使用软件仿真的二级兼容法(硬件电路变换的兼容方法需增加大量的晶体管,这会增大芯片的散热量,提高生产成本)。此兼容方法分为两步:先与 BIOS等基本软件确保兼容,然后再与其它应用软件保持兼容。     Merced的整数运算性能和浮点运算性能将大大提高(整数运算主要用于一般信息如文本信息的处理,而浮点运算则主要用于多媒体如图像和影音等信息的处理)。据Intel透露,Merced的整数运算性能和浮点运算性能将分别高达 40~60SPECint95 和 80~120SPECfp95,各比目前的x86 系列CPU提高了近10倍和20倍。

  最开始,64位Merced芯片将面向高档工作站和服务器市场。 HP公司是Intel首选的Merced合作伙伴,该公司将把HP-UX投入IA-64的怀抱;Sun也和Intel达成了协议,它的操作系统Solaris将支持Merced;除此之外,微软的Windows NT 5.0(2000)、 SCO的UnixWare以及DEC的Digital Unix等都将支持Merced芯片。

   Merced将于2000年中期问世,半年后,它的后继产品 Mckinly将接着面市。而在今年另一种64位的微处理器Madison也将面市,它采用先进的0.13微米制造技术,并在McKinley的基础上再提高一步,提高主频,增加二级缓存。

  Xeon(至强)

  该产品采用0.25微米P6微处理器结构,运行速度为400MHz,内装512KB或1MB的二级高速缓存,缓存可寻址空间可达64GB。其双重独立总线结构有以下特点:400MHz二级高速缓存总线与处理器核心运行速度相同;采用100MHz交换系统总线,支持100MHz SDRAM和EDO内存。它的“无胶”多处理能力支持多达8个处理器。

  AMD K7

  将于1999年面市的K7是AMD公司的主力产品,它采用了高档 Alpha 处理器率先推出的 200 MHz 总线技术,同时在机械接口上与 Intel 的 Slot 1 CPU 接口兼容。这样只是为了制造商能够利用市场上已有的元件来制造 K7 主板,CPU是不能互换的,也就是说,主板并不支持 Intel 的CPU。

   K7除了采用 200 MHz 总线之外,带有128 KB一级缓存;512 KB至1 MB的二级缓存;还改进了浮点运算单元----它可以处理大多数 3-D 和多媒体应用所需的复杂数学计算。K7 新的浮点单元运算能力将是K6系列以及其它X86系列处理器的两倍。和K6-2一 样,K7也将支持3D Now!指令集,以进一步增强3-D和多媒体特 性。

  K7配备了专用多媒体指令,可支持MPEG-2编码,不需任何硬件支持即可播放DVD。同时,K7可支持多CPU。

  超级芯片:Alpha 21264

  1998年刚刚问世的Alpha 21264微处理器是DEC公司的第三代Alpha芯片,也是DEC公司面向21世纪计算机领域的一项最新产品。当前它的频率是600MHz,很快将超过1000MHz。CPU在每个时钟周期内能并行处理6条指令,性能从40 SPECint95和60 SPECfp95开始,代表了当今微处理器领域中的最高水平。

  Alpha 21264能获得如此高的性能是因为它在芯片微结构上作了较大改进,集成了较大的高速缓存(64KB指令高速缓存和64KB数据高速缓存),4个整数执行部件和2 个浮点执行部件均采用4路无序执行技术;增加了高带宽系统接口,使数据高速缓存的通路传送速度达到5.3GB/s,主存到CPU的数据传送速度达到 2.6GB/s;增加了大量的指令,运用了双队列无序执行的寄存器更名;采用了4条整数流水线和2条浮点流水线,在进程中有41个整数寄存器和41个浮点寄存器可用;采用了群集式整数部件,对大多数指令来说,每个周期可执行4条整数指令,最多可执行6条指令。

  为了支持处理器的无序执行,总线接口部件可处理多达16个片外未决的存储器访问。第二级高速缓存可以使用带有专用收发器/接收器环路的高速SRAM或标准Pentium类的P B-SRAM。

  Alpha 21264配备了专用多媒体指令,可支持MPEGⅡ编码,其中视频编码指令类似于 SunUltra SPARC处理器中的可视化指令集(VIS)。Alpha 21264芯片上还集成了一个高精度锁相环(PLL)电路,允许用户使用100MHz~125MHz的外部时钟频率。通过软件控制,用户可以调整PLL的倍增系数,从而降低整个芯片的功耗。

  WinChip

  当前市面上CPU除了Intel、AMD、Cyrix三种外,还有一种以价格最低出名的WinChip。这种CPU的目标市场是低价的台式电脑和笔记本电脑。

  WinChip系列微处理器希望做到以下几点:提供更大的高速缓存、更快的内核、速度高达600M,并改进低于1000美元的桌面电脑和低于1500美元的笔记本机的综合能力。   WinChip的制造者IDT公司的基本策略是“制作极小尺寸的 CPU,来使其可以在廉价市场进行竞争”。公司表示:“我们对廉价终端的定义是,CPU的费用只占系统或PC预算的10%。”

  已经进入市场的 WinChip 系列 CPU 有 WinChipC6 和 WinChip 2。C6是和Pentium MMX同级的产品,而WinChip 2相当于PⅡ。WinChip 的后续产品将有WinChip 2+、 WinChip 3 和 WinChip 4。

  WinChip 3将使用新的内核和超级流水线技术,最低频率为266MHz,使用0.25微米工艺制造,芯片面积约75平方毫米(PⅡ为131平方毫米,赛扬为153平方毫米)。

  WinChip 4是真正的第二代WinChip处理器,使用0.25微米工艺制造,芯片面积约95平方毫米。WinChip 4拥有128KB一级缓 存,芯片频率为400MHz~700MHz,芯片功率为16W(2.5V) 或 9W(1.8V),WinChip 4计划1999年上市。

  AMD K6-2

  K6-2采用目前最先进的0.25微米工艺制造,内部集成930万个晶体管,最突出的是它的3D Now!技术,可大大加强 3D 运算能力。从目前的各种测试结果看,它的表现颇令人满意,与同主频的PII相比可说各有千秋,但浮点运算仍是其不足之处。

  去年,AMD在Intel PⅡ之前抢先推出了自己的第六代芯片 K6,而这次又抢先一步推出了全新的K6-2芯片,而Intel的同类型芯片最快也要在3个月以后才能发布。要说它新,是因为它采用了一种新的技术----3D now!,这种技术是AMD率先提出的,在今后几年里可能成为一种标准,就像现在的MMX技术。在过去的几年,人们往往从商业角度来评判CPU性能高低,比如运行 Word的速度,现在这些已经不成问题。当前人们迫切需要的是更强大的3D性能,更流畅更细腻的3D游戏画面。3D Now!技术正是迎合这种潮流应运而生的。

  3DNow!说来也很简单,就是使用了专用的浮点运算单元来处理3D数据,使K6-2的3D性能大幅度地提高,K6-2的3D性能比K6高出了将近1倍,其300MHz的型号的3D性能超出了 PⅡ300,而与PⅡ400十分的接近。由于侧重点不同,所以K6-2 300的商业计算性能要比K6-300低1%,同PⅡ相比要低一些,但是这样的差别是很微小的。