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发信人: Shining (天上星星亮晶晶), 信区: Hardware
标 题: 主流CPU简介 (1)
发信站: BBS 荔园晨风站 (Fri Mar 17 14:10:48 2000), 转信
去年，微处理世界发生了巨大的变化。AMD推出了快如闪电的Athlon,Intel将
第二级高速缓存集成进PentiumⅢ,Motorola开发出PowerPC G4。现今，市场上主流
的微处理器主要是：AMD的K6－2，K6－Ⅲ和Athlon;Intel的Celeron,PentiumⅡ和
PentiumⅢ;Motorola/IBM的PowerPC。本文将分别列出它们的优点、缺点、技术规
格和相关的问题，以便读者对它们的全貌有所了解，对它们的发展有所估计。
K6－2
优点：低价位；3DNow SIMD指令集；高达100MHz系统总线
缺点：浮点运算性能低
速度：可达500MHz
AMD公司成功地用K6－2在CPU市场挑战了Intel战无不胜的地位。这种低价位、
高性能的CPU使系统生产商，如IBM和Compaq，获得巨大成功，在中档和低档家用
PC市场上占据很大的份额。
■规格
K6－2处理器现今可获的速度高达500MHz。拥有64K一级高速缓存，至少512K二
级高级缓存，和在100MHz系统总线上的运行能力。K6－2的规格与PentiumⅡ接近。
但是，K6－2使用的二级高速缓存结构和PentiumⅡ使用的背侧高速缓存比较，效率
稍低。K6－2访问高速缓存在速度较低的系统总线上进行；PentiumⅡ直接访问高速
缓存，但速度只有处理器时钟速度的一半。Intel最新的“Coppermine”PentiumⅢ
在芯片上集成了256K全速高速缓存。高速缓存在系统总性能中是一个影响很大的部
件。CPU把经常使用的指令和数据存放在高速缓存内存里，访问速度比系统主内存
快。
K6－Ⅲ
优点：集成256K全速二级高速缓存，支持三级高速缓存；3DNow支持；针脚与
K6－2兼容
缺点：浮点数运行速度较低
速度：可达450MHz
K6－Ⅲ在AMD发展规划是一个中性性的产品，在K6－2相同的结构上，集成了高
速缓存。与Athlon不同，Athlon有全新的结构，显著提高的时钟速度和浮点运算性
能。
■高速缓存
K6－Ⅲ和K6－2基本相同，只有一个区别：256K全速的第二级高速缓存集成在
处理器芯片上。这种结构与Intel最新的Celeron相似，Celeron芯片上有集成的
128K高速缓存，Intel最新的PentiumⅢ集成了256K高速缓存。
。
配置了在片高速缓存后，AMD可以回避K6－2的局限，把第二级高速缓存放在
100MHz系统总线上。相反，PentiumⅢ的512K高速缓存在“背侧总线”上，以CPU一
半的速度运行，安装在CPU封装内。除了在片高速缓存外，K6－Ⅲ可以享用K6－2主
机板上外部高速缓存，把它当作第三级高速缓存。
除了第二级高速缓存外，K6－Ⅲ与K6－2区别很小。K6－Ⅲ和K6－2针脚兼容，
所以只要把BIOS升级，某些K6－2主机板便可使用K6－Ⅲ，为K6－2用户提供了简单
易行的升级方式。256K在片高速缓存在Windows NT工作站和服务器上特别有用。工
作站、服务器特别需要容量大和速度快的缓存内存。Intel刚刚推出的“
Coppermine”处理器也有256K在片全速高速缓存。
■性能
K6－Ⅲ的大容量全速高速缓存赢得了很好的应用性能。但是，在图形处理和电
子游戏中K6－Ⅲ显著比K6－2好。但在不支持3DNow的应用中，落后于PentiumⅡ。
Athlon
优点：浮点运算性能比PentiumⅢ高；128K一级高速缓存；背侧二级高速缓存
；200MHz系统总线。
缺点：相对来说，比较贵
速度：可达700MHz
Athlon的推出在计算机世界里,是一件大事情。一段时期内，Athlon在时钟速
度和浮点运算上超过了PentiumⅢ，在一个很长的历史时期内，首次夺得被Intel长
期垄断的桂冠。今后，我们将看到AMD和Intel在时钟速度上展开的剧烈竞争。
■规格
Athlon的设计克服了K6－2很多缺点，并在若干重要的领域超过Intel。对于
3D动画来说，最重要的也许是它的“超级标量流水线处理的浮点运算单元”，超过
PentiumⅢ的浮点运算能力。3D动画，频繁地进行浮点运算，所以Athlon的浮点运
算设计是提高3D动画质量的关键因素。
Athlon以128K在片一级高速缓存为特色，K6－2只有64K，PentiumⅢ只有32K。
结构上，它装在芯片盒内。该芯片的插接口和PentiumⅡ及PentiumⅢ的芯片盒使用
的Slot 1在机械结构上兼容，但电气结构上完全不同。现在推出的Athlon有512K背
侧二级高速缓存，运行在CPU时钟速度一半速度上，安装在芯片盒内。理论上，
Athlon支持高达8MB二级高速缓存。这个设计是对K6－2的改进，K6－2的二级高速
缓存在速度较低的系统总线上工作。但是，在K6－Ⅲ设计上，后退了一步。K6－Ⅲ
以256K在片全速二级高速缓存为特色。
Athlon的200MHz系统总线是最激动人心的创新。从Digital Equipment取得授
权，该“Alpha EV6”总线将对AMD打入多处理器系统的市场有重要的帮助。但是，
当前的Athlon芯片组只支持200MHz前端总线，不支持133MHz系统内存或AGP 4X。这
种支持可望到今年底才能得到。
。
■性能
虽然Intel已经推出了有256K全速在片高速缓存的“733MHz Coppermine”
PentiumⅢ处理器，AMD的700MHz Athlon仍然保持了CPU性能的最高水平。据测试，
在640X480分辨率时，用GeForce 256图形卡运行QuakeⅢ，700MHz Athlon达到
130.5fps。然而，733MHz PentiumⅢ配用820芯片组达到116.4fps;配用Via的
Apollo Pro 133芯片组达到107.7fps。运行3DMark的CPU Mark得到类似的结果：
Athlon得分12，193；PentiumⅢ处得分为11，164和9，992相应于使用Intel芯片组
和Via的芯片组。
■公开的问题
PentiumⅢ和Athlon的竞争可沿两个方面展开：时钟速度和可获性。AMD确信，
经过专门设计的Athlon可以在更高的速度下正常运行。现在的事实是，0.25微米制
造的Athlon与0.18微米制造的PentiumⅢ相比之下，未见劣势。
Celeron
优点：低价位；良好的浮点运算性能
缺点：66MHz系统总线；无SIMD指令
速度：可达500MHz
Celeron首次推出时，时钟速度为266MHz和300MHz,没有二级高速缓存。这种缺
陷严重地影响了该芯片的总性能；没有充分的高速缓存，CPU从低速度的系统主内
存中存取指令和数据,浪费更多的时间。把这些信息用高速度缓存起来后，即时访
问的内存立即提高系统的性能。
■现在
现在Celeron的时钟速度已经达到500MHz。Intel也为Celeron集成了128K高速
缓存。虽然其容量只有PentiumⅡ的四分之一，但该高速缓存直接集成在处理器上
，以处理器的全时钟速度运行。其它的处理器，如PentiumⅡ，其高速缓存只能用
处理器一半的速度运行。但是，当前使用Celeron的系统只有66MHz系统总线，
PentiumⅡ/Ⅲ和AMD K6－2/Ⅲ芯片都用100MHz总线。系统总线的速度决定了处理器
和主系统以及其它周边设备，例如硬盘驱动器的通信速度。
■将来
从发展来看，Intel不得不为Celeron增加100MHz系统总线和SIMD指令集。现在，为
了保持Celeron和PentiumⅢ的区别，Intel不得不把上述两上性能排除在Celeron之
外。
■性能
CNET测试了400MHz Celeron和400MHz PentiumⅡ和400MHz K6－2。其结果和我
们想像的结果相同。Celeron较好的浮点运算能力使它超过了非3DNow应用在K6－2
的运行速度，但Celeron的66MHz系统总线使它落后于PentiumⅡ。举例来说，Turok
2在Voodoo 2 SLI配置下运行时，PentiumⅡ达到46.9fps,Celeron达到43.7fps,
K6－2达到34.1fps。
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那天,黄昏,开始飘起了白雪
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