双核心处理器笔记型计算机的两难

西瓜

减少电池寿命来换取更快的笔记型计算机，值得吗？

在英特尔的第二代Centrino行动运算技术Sonoma处理器上市一年后，新的「Napa」处理器也蓄势待发，即将上市，当初Sonoma处理器是设计将一些桌上型计算机的功能，诸如PCI Express、Serial ATA和双信道DDR2内存，通通可以一股脑的搬到笔记型计算机上。

Napa处理器一反先例的，采取完全新的硬件设计架构，引领行动运算新世纪的到来，因为两个独立处理运算单元的设计，也就是现在流行的双核心处理器技术的关系，笔记型计算机从此有了两个脑袋，双核心处理器基本的好处在于可以同时处理两个或更多的工作，举例来说，当一个处理器正忙着扫描病毒时，你还有第二个处理器可以继续处理其它的工作，也就是说，当同步运作的程序一起工作时，过去你习惯于花费时间来等待两个程序间的切换，现在不用再枯等了。

由原厂所提供的报告来看，电池寿命在新的双核心平台问世后，理应不至于有任何减少，因为仍使用英特尔的整合绘图核心，与前一代（Sonoma处理器）相类似，不过，当我们用专属的绘图芯片（ATI的X1600），对其实验室原型芯片做完测试后，结果却显得很不一样，当大家对其效能改善拍手叫好之际，电池寿命的不如人意却显的有些意外，电池寿命的问题，我们只能臆测是否导因于系统芯片组上的绘图子系统，或是其它可能组合组件的搭配不良，无论如何，在这篇测试报告中我们发现耗电上的表现不如预期，但是不应将矛头指向这颗新的处理器的本身。

和以往一样，这颗新处理器仍延续使用英特尔的Centrino行动运算技术的招牌，仍然像单核心处理器一样，配上英特尔系统芯片组与无线网络（WLAN）模块，如果系统制造商使用非英特尔的无线网络模块，那就不能在系统上使用Centrino的名称，而且所能申请的英特尔行销补贴与广告补助金就会大幅缩水，使用英特尔双核心处理器的笔记型计算机，配上对应的英特尔系统芯片组及无线网络模块，将会改用英特尔Centrino Duo行动运算技术的新品牌上市。

新的Centrino（Napa）平台包含三个组件，分别是处理器（Yonah）、系统芯片组（Calistoga）和无线网络模块（Golan）。

我们熟悉的「Pentium M」或「Pentium M xxx」等旧的处理器家族的名称将不再延用，最新的英特尔处理器编码将改成五码英数字混用的型式，例如用「Axxxx」开头，至于处理器产品名称则采用「Intel Core Duo Processor」或「Intel Core Solo Processor」，在本文中你将会一直读到这些名称。

西瓜

Yonah处理器继承Pentium M地位　并采用双核心架构

采用65奈米制程的Yonah处理器因此有了双核心及数量庞大的晶体管数，但是裸晶大小只比Dothan处理器略大一些而已。

像现役的桌上型双核心处理器Pentium D 900系列一样，Yonah也是采用65奈米半导体制程，与先前的Dothan处理器相比，同样的裸晶面积可以装下更多的晶体管数，同时制造成本也可以降低，因为同样晶圆大小可以切割出更多的处理器产品。

Yonah的双核心一共使用90.3 mm^{2面积，包含了2MB的L2高速缓存，及总数多达1亿5100万颗晶体管，面积约略大于单核心的Dothan处理器，Dothan只有1亿4000万颗晶体管，面积只有83.6 mm2。}

不过，百分之九十的Dothan晶体管数都花在L2高速缓存上，但是用90奈米制程的Yonah或Pentium D 800桌上型处理器，除了2MB的L2高速缓存只占40％左右的面积，双核心的部分所占的总面积也相对增加，这将使整个电源耗损大到你无法使用在笔记型计算机上，所以用65奈米制程可以因此降低到31瓦的理论最大的功率耗损值，只比Pentium M 780的27瓦功率耗损多出四瓦，所以可以让笔记型计算机接受。

虽然二者有相同的针脚数，但是Dothan和Yonah的脚位并不兼容。

不过，百分之九十的Dothan晶体管数都花在L2高速缓存上，但是用90奈米制程的Yonah或Pentium D 800桌上型处理器，除了2MB的L2高速缓存只占40％左右的面积，双核心的部分所占的总面积也相对增加，这将使整个电源耗损大到你无法使用在笔记型计算机上，所以用65奈米制程可以因此降低到31瓦的理论最大的功率耗损值，只比Pentium M 780的27瓦功率耗损多出四瓦，所以可以让笔记型计算机接受。

虽然二者有相同的针脚数，但是Dothan和Yonah的脚位并不兼容。

西瓜

前端总线变快了...

两个核心自然会增加内存的存取，为了怕前端总线（Front Side Bus；FSB）因此变成瓶颈所在，英特尔将FSB时脉从133MHz调高到166MHz，拜英特尔的四倍频协议技术（quad data rate protocol）之赐，每一个时脉下可以有四次数据传输，所以速度达到FSB533和FSB667规格，让最大的FSB频宽可以从4.2GB/s提升到5.3GB/s，但是与DDR2-667双信道内存技术所能达成的10.76GB/s频宽还是略逊一筹。

英特尔Core Duo T2500处理器最高可跑2GHz的时脉（HFM, or Highest Frequency Mode）。

有了这个准备，安装DDR2-667内存到Centrino Duo系统后，可以一举扫除处理器会因内存传输而变慢的因素，严格来说，频宽为8.5GB/s的DDR2-533内存，已经可以满足FSB667的双核心处理器的需求，所以如果看到全新的Yonah系统只配属DDR2-533的SO-DIMM内存模块时，请不要讶异，因为较昂贵的DDR2-667内存虽然较快，但是对整体效能助益不大。

平台	处理器总线速度	内存时脉	内存组态种类
Napa	5.33GB/sec	10.67GB/sec 8.53GB/sec 5.33GB/sec 4.26GB/sec	DDR2-667 DDR2-533 DDR2-667 DDR2-533	(Dual-Channel) (Dual-Channel) (Single-Channel) (Single-Channel)
Sonoma	4.25GB/sec	8.53GB/sec 6.40GB/sec 4.26GB/sec 3.20GB/sec 2.66GB/sec	DDR2-533 DDR2-400 DDR2-533 DDR2-400 DDR-333	(Dual-Channel) (Dual-Channel) (Single-Channel) (Single-Channel) (Single-Channel)

但是考虑到Centrino Duo系统所使用的绘图核心是整合在系统芯片组里面，不像一般的绘图芯片采用专属内存的配置，所以新的处理器必须和整合绘图核心一起共享内存频宽，这时有一个称为Unified Memory Architecture（UMA）技术，或称为内存分享架构，也就是先保留一块区域做为视讯内存显示之用，所以你买的笔记型计算机如果有配备内存分享架构，那你需要坚持采用DDR2-667的内存模块。

西瓜

另外还有一些重要的改善...

英特尔绝非浪得虚名，一个新型处理器上市，一定伴随一堆新的市场口号标语，下面几页，我们将一一道来，以下就是这些口号的例子。

• Smart Cache, Dynamic Cache Allocation　

• Dynamic Power Coordination

• Digital Media Boost

• Intel Advanced Thermal Management

与英特尔桌上型计算机的双核心系列处理器Pentium D 900所不同，这颗新的行动运算双核心处理器包含两个独立处理器单元，共享一个2MB的L2高速缓存，两个核心同处一个裸晶之中，使用同一组前端总线存取系统芯片和高速缓存，并且还相互沟通联系，英特尔因此称这个2MB的L2高速缓存为「智能高速缓存」（Smart Cache）。

Yonah是拥有智能高速缓存架构的Core Duo双核心处理器。

在Pentium D 900桌上型处理器中，两个核心各拥有一个专属2MB的L2高速缓存，而且各安排放置在各自的裸晶中，两个裸晶再交互相连接在前端总线之中。

这是Pentium D 900处理器所采用的分割快取的架构。

到底Yonah处理器智能高速缓存架构与桌上型Pentium D 900的分割快取架构相比，谁擅胜场？假设这两个处理器同时并行跑影像处理软件Photoshop的工作，重点是每一个核心需要先知道目前有用的资料是放在哪一个L2高速缓存，万一放在系统内存时，那就得花更久的时间才能等到这些资料到来，而且，两个核心要能确定有效的工作在一起，不会彼此绊手绊脚，而造成诸如第一个核心不小心将第二个核心正在使用的资料加以覆盖的窘境。

一个共享的L2高速缓存配上共享的前端总线，可以运作起来像芯片内部高速的连接，而且有效降低前端总线的交通流量，那就会有助于能量耗损并且提升整体的效能，相反的，分割快取架构由于两个核心要先验证资料是存在哪一个高速缓存或系统内存的关系，基本上，这些验证都需要耗时的前端总线传输。

当配上动态快取配置（Dynamic Cache Allocation）技术，与分割快取架构相比，快取误失（cache misses）的情况显著的降低，非常符合「快取资料愈大愈好」（Cache as much as you can）的座右铭，动态快取配置（Dynamic Cache Allocation）主要让各个核心在执行应用软件时，都可以使用可允许的最大L2高速缓存，也就是说，每一个核心所配置到的高速缓存是没有上限，尤有再者，英特尔的处理器核心可以依据工作负荷的大小，将不用的高速缓存断电，这样就可以省电，而且这个巧妙设计并不会破坏L2高速缓存数据的完整性。

西瓜

动态电源协调

在前一世代的Banias和Dothan处理器中，已经可以因应不同的应用效能需求条件下，自行调节处理器的核心电压及时脉，这一个省电的技术称为「Enhanced SpeedStep」，不过在新的双核心架构之下又被重新加以修改，英特尔于是取名为动态电源协调（Dynamic Power Coordination）。

这个技术让每一个核心根据目前所需的效能自行调整各个核心电压与时脉，如果第一个核心跑2GHz时脉，另一个核心不论其是否正在忙或根本就是静止的状况，也会跑相同的时脉与核心电压，一旦第一个核心开始减速，第二个核心才会用同样的速度阶层（SpeedStep）一起减速，这是基于第二个核心不会比第一个核心还忙的假设。

动态电源协调（Dynamic Power Coordination）。

如前所述，速度阶层（SpeedStep）的转变完全仰赖双核心彼此的协调，当负载情境变成在最低载下用最低时脉来运行时，英特尔称此为最低频率模式（Lowest Frequency Mode或LFM）。

在技术文件上这些不同的效能与耗电方式，采用C0到C4等这种文数字编码的方式区别，当处在于LFM情况时，整个电源管理程序会让第一个核心变成C0阶段，同时关掉第二个核心的时脉，这让第二个核心处于C2阶段，万一两个核心都处于深度睡眠模式（Deep Sleep Mode）或C3阶段，整个双核心处理器就会进一步进入DeeperSleep（C4）阶段，或是干脆就进入加强深度睡眠模式（Enhanced Deeper Sleep）或DC4阶段了。

如果做不到，那第一个核心设为DC4阶段，或是退而求其次，改变成C1、C2或 C3阶段，但是第二个核心同时改采最大频率运作，不过，电压稳压线路无法允许这样的配置，在所谓的加强深度睡眠模式（Enhanced Deeper Sleep）中，Yonah实际上不会让没有用到的高速缓存区间回复成系统内存来使用，而是直接将L2高速缓存关闭，因此，可以让核心电压降得比深度睡眠模式（Deep Sleep Mode）还低，所以更省电。

西瓜

动态电源协调（续）

英特尔Core Duo处理器T2500最大可以跑2GHz (HFM)时脉

Yonah处理器在最低频率模式（LFM）下，时脉可以维持在1000MHz，而Dothan处理器只能跑800MHz，这并没有做什么特殊的技术更改，只用固定倍频数直接乘上前端总线时脉所得到的数字，对所有的Banias、Dothan和Yonah处理器而言，这个倍频数是6，而最高频率模式（HFM：Highest Frequency Mode）下，Core Duo处理器家族的时脉可以由1.5GHz（Core Duo处理器LV L2300）到2.16GHz（Core Duo处理器T2600）不等。

英特尔Core Duo处理器Yonah家族的最低时脉是1GHz (LFM)。

下表简略的列出不同的Centrino处理器的产品概要。

	英特尔Banias	英特尔Dothan	英特尔Yohna	超微Turion 64
时脉	1.00 – 1.70GHz	1.20 – 2.26GHz	1.50 – 2.16GHz	1.60 – 2.20GHz
L2高速缓存	1MB	2MB	2MB	512 kB / 1MB
制程	130 奈米	90奈米	65奈米	90奈米
FSB时脉	400	400/533	667	400
64位支持	否	否	否	是

西瓜

数字媒体加速

英特尔用「Digital Media Boost」的名称来强调一连串的新功能诉求，这包含SSE3指令支持和较大的浮点运算数字的使用。根据英特尔的文献，这些功能可以让数字内容的播放与呈像的速度增快，让计算机上面多媒体享受的经验有更好的体验。

处理器	指令集支持
英特尔Core Duo	MMX, SSE, SSE2, SSE3
英特尔Dothan	MMX, SSE, SSE2
超微Turion 64	MMX, 3DNow!, SEE, SSE2, SSE3, x86-64

英特尔进阶热能管理

每一个Core Duo处理器内部运作的子系统都有其热监控和靠近已知热点的温度传感器，热敏二极管扮演一个关键角色，用来预防处理器因为散热风扇故障或其本身过热而产生损坏，因为每一个核心各有一个独立温度传感器，因此，理论上可以更精细的控制散热风扇的转速，对于裸晶表面的温度因此可以被散热系统有效管制，所以Yonah笔记型计算机可以更安静而且寿命更久。

西瓜

我们率先取得英特尔Core Duo处理器LV L2400

在我们讨论Mobile 945 Express系统芯片组家族之前，需要先了解经常是晦涩难懂的英特尔处理器型号编码，我们小心的从2004年5月的英特尔资料找到当年便携式计算机的主流处理器型号，那时英特尔尝试要大家了解其新的产品编码不会再提到任何关于高速缓存大小、FSB时脉和其它类似于Hyper Threading等技术内容，于是有了三个数字的产品编码系统，其中第一个数字代表处理器的等级，9、8和7代表高级机种，6和5代表中级机种，而3代表入门级机种。

现在英特尔新的处理器的产品编码反倒是有点模仿超微的系统，英特尔的行动运算处理器Core Duo和Core Solo系列同样都采用文数字混用的产品型号，而且第一个字一定是英文字母，再接连四个阿拉伯数字结尾。

英文字母代表处理器功率消耗的等级，一共享三个字母，分别是U、L和T，有些人以为这代表「ultra low voltage」、「low voltage」或「temperature」的意思，但是并非此意，英特尔正式否认上述的这些简单的翻译。

当我审视这些无意义字母时，由于找不出其真正缘由何来，有时还兴起干脆将这些型号改成「Doesn’t mean anything 2600」，还可以加以缩写成「DMA2600」，或乱叫成「XYZ2600」算了，反正本来就没有什么意义，至于尾随的4个阿拉伯数字则代表效能指针的设定，下图是整个产品型号的说明。

我们希望散布在全世界电子市场的消费者，及无远弗届的技术高手，能够在不得不向英特尔购买产品的无奈中，还能够享受破解英特尔新处理器产品编码的秘密所带来的乐趣。

西瓜

Core Duo和Core Solo处理器的型号与价格

处理器	型号名称	核心时脉	每一千颗单价
英特尔Core Duo Processor	T2600	Dual 2.16GHz	$637
英特尔Core Duo Processor	T2500	Dual 2.00GHz	$423
英特尔Core Duo Processor	T2400	Dual 1.83GHz	$294
英特尔Core Duo Processor	T2300	Dual 1.66GHz	$241
英特尔Core Solo Processor	T1300	Single 1.66GHz	$209
英特尔Core Duo Processor LV	L2400	Dual 1.66GHz	$316
英特尔Core Duo Processor LV	L2300	Dual 1.5GHz	$284

英特尔已经开始介绍七款新处理器，其中Core Solo处理器T1300是英特尔这次唯一的一颗单核心Yonah处理器，不过，裸晶上还是有两个独立处理单元，只不过其中之一在英特尔内部产品验证时就被关闭。

英特尔以前从来没有双核心超低电压的处理器，这用来主打超级笔记型计算机市场，这是我们最近感受到效能提升真正能够带来商机的一块市场，因为我们的测试报告中揭露先前的超级笔记型计算机和平板式计算机（Tablet PC）老是被处理器效能所苦，弄到后来只留下一个造型优雅但是非常昂贵的打字机封号，此外，另外两个低电压处理器，L2400和L2300分别进军超轻薄笔记型计算机的市场，虽然其整体功率消耗只有10瓦多一点点，但是因为要用主动式散热风扇，总是还会消耗一些电力，而且对整体机器的噪音恐怕也受到了影响。

西瓜

整个Centrino世代处理器一览表

英特尔945PM/GM（Yohna处理器）
处理器	时脉	L2快取	前端总线时脉	制程	Power (TDP)消耗功率
Core Duo T2600	Dual 2.16GHz	2MB	667MHz	65 奈米	31 W
Core Duo T2500	Dual 2.00GHz	2MB	667MHz	65奈米	31 W
Core Duo T2400	Dual 1.83GHz	2MB	667MHz	65奈米	31 W
Core Duo T2300	Dual 1.66GHz	2MB	667MHz	65奈米	31 W
Core Solo T1300	1.66GHz	2MB	667MHz	65奈米	27 W
Core Duo LV L2400	Dual 1.66GHz	2MB	667MHz	65奈米	15 W
Core Duo LV L2300	Dual 1.50GHz	2MB	667MHz	65奈米	15 W
Intel英特尔915PM/GM (Dothan 处理器)
Pentium M 780	2.26GHz	2MB	533MHz	90奈米	27 W
Pentium M 770	2.13GHz	2MB	533MHz	90奈米	27 W
Pentium M 760	2.00GHz	2MB	533MHz	90奈米	27 W
Pentium M 750	1.86GHz	2MB	533MHz	90奈米	27 W
Pentium M 740	1.73GHz	2MB	533MHz	90奈米	27 W
Pentium M 730	1.60GHz	2MB	533MHz	90奈米	27 W
Pentium M 758 LV	1.50GHz	2MB	400MHz	90奈米	10 W
Pentium M 753 ULV	1.20GHz	2MB	400MHz	90奈米	5 W
Celeron M 370	1.50GHz	1MB	400MHz	90奈米	21 W
Celeron M 373 ULV	1.00GHz	512 kB	400MHz	90奈米	5 W
Intel英特尔855PM/GME (Dothan/Banias处理器)
Pentium M 765	2.10GHz	2MB	400MHz	90奈米	21 W
Pentium M 755	2.00GHz	2MB	400MHz	90奈米	21 W
Pentium M 745	1.80GHz