英特尔的双核心到两倍核心处理器之路

西瓜

英特尔65奈米制程两倍核心处理器Preslers

前几个星期，我们初尝英特尔的新Pentium 4处理器，代码为「Cedar Mill」，除了其所表现的低功率消耗和比较可以让人接受的热温设计数值外，最令人期待的是这些优点将一并设计到英特尔的新世代双核心Pentium D处理器之中，而这颗「Presler」的新处理器则是将两颗一模一样的单核心Cedar Mill处理器，利用LGA封装方式包在一起，做成单独一颗Socket 775平台处理器，为了和先前的双核心（Dual Core）处理器有所区隔，我们称其为两倍核心（Double Core）处理器。

幸运的是这两颗同属65奈米制程的新处理器都无需使用新的系统平台，一样可以继续用目前流行的945和955芯片组的主机板，至于915和925平台的主机板因为双核心启始程序的关系而需要动到输出针脚，因此只有更换主机板一途了﹔你同时还需要更换BIOS程序以便于可以完整支持新处理器，这对英特尔即将在65奈米世代所主推的虚拟化技术（virtualization technology；VT）来说特别重要，是一个不可或缺的动作。

将Pentium D 900的Presler处理器与目前Pentium D 800系列的Smithfield处理器做一比较，不只是裸晶尺寸因为制程演进而缩小，而且还因为VT虚拟化技术的导入，而一举让Presler两倍核心处理器的L2高速缓存的容量大小成长两倍，到达4MB（2×2MB），当初在Smithfield处理器也只不过做到双核心各单独用一个1MB的L2高速缓存而已，我们期待英特尔处理器的测试结果能因为这个改变而有可以有所提升，就像英特尔当年在Prescott处理器因为高速缓存的跃升而能有令人耳目一新之感。

所以为了区别Cedar Mill单核心，我们期待Presler处理器能在几个对高速缓存容量大小较为敏感的评比项目中，超越Smithfield双核心处理器，同时，也期待在功率消耗的环保议题上，英特尔也可以对地球的环境做出贡献。

哪一个是Presler处理器？虽然不见得可以打败超微的Athlon 64 X2处理器，但是毫无疑问的65奈米制程会有显著效益。

西瓜

英特尔两倍核心处理器的设计架构

一共有三种方法可以产生双核心处理器，第一种方法是用单晶（monolithic）的设计，在每一个单晶粒上有两个核心，这也是英特尔目前采用Montecito核心的Itanium处理器做法，第二种方法是将两个核心紧贴放在隔壁，然后切割成一个较大的晶粒，也就是我们在Pentium D的Smithfield处理器上所看到，第三种方式是将两个已经切割完之后的裸晶粒，用封装方法合并贴合成一颗处理器芯片，第一种的单晶方式让设计人员有机会可以处心积虑的善用每一个核心，仔细计算彼此分担负荷的能力而达成真正可以提升整体的效能，至于第二和第三种方式纯粹只是以生产上的方便为重的考虑。

第三种是最经济省力能够获得双核心处理器的方法，从而可以让晶圆制造厂获得最大的生产良率，每一颗晶粒可以透过功能测试来决定产品的定位，例如，当检测出功能区块或L2高速缓存区块出现问题时，还可以透过关闭该区块的做法，试着将L2高速缓存由512kB降低到256kB，准备当成是废物利用，充当成65奈米制程的Celeron处理器出货。

而通过功能测试的晶粒，只需考虑其频率速度和核心电压承受的程度，速度最快的成品就可以封装成单核心Pentium 4处理器，而其余的就只好两两配对，封装成两倍核心Pentium D处理器了。

可是天下没有白吃的午餐，把两颗独立晶粒封装成一颗处理器芯片有一个主要的缺点，就是每一次当其中一个核心正要存取另一个核心正在使用的数据时，这就会动用到系统总线，从而产生相当可观的浪费（overhead），这种情形在65奈米的Presler处理器和90奈米的Smithfield处理器都会发生，而另一方面，共享高速缓存的设计必须去处理一个技术难题，那就是如何能适当分配每一颗核心的使用，这也是为什么超微和英特尔都还无法提出这样的产品。

英特尔曾经宣称将会在2006年下半推出L2高速缓存的共享设计架构，这包括用在服务器的Woodcrest、桌上型的Conroe和笔记型计算机用的Merom代号技术，我们也期待超微能够在其socket M2平台为主的Windsor双核心处理器和Orleans的Athlon 64处理器（或称为Revision F）上也能对这个议题有所著墨，不过，虽然在文件上已经谈论到，但是并不一定真的会导入设计，总之，距离还仍然非常遥远，所有的评论都还言之过早。

这是Smithfield核心的Pentium D 800系列处理器的功能方块图，而Presler会长的和此图非常类似，只是两颗核心之间的距离会比较远。

根据目前的文件，超微现阶段的双核心处理器尚未使用共享L2高速缓存的设计。

西瓜

Presler处理器的细部规格

所有新的英特尔处理器包括Pentium 4 600和Pentium D 800及900系列，分别具有称为EM64T的64位延伸功能、必须安装在Windows XP Service Pack 2安装环境下而能够防止病毒攻击的禁止执行位（xD），及在相关的BIOS支持下，针对较低负载可以调低电压和频率的省电Enhanced Intel SpeedStep（EIST）功能，所有的Pentium D 900处理器还将加上启动VT技术的功能，不像Pentium D 800系列处理器，Preslers 900系列将可以让处理器的频率到达3.4GHz的速度，也就是Pentium D 950的规格。

这就让我们所期待的效能提升终于可以称心如意，不过，这得感谢Cedar Mill核心让L2高速缓存的容量可以由2x 1MB成长到2x 2MB，在实测结果上来看，与Smithfield核心在相同频率速度，我们用3.0GHz的速度，的确在部份项目上让人刮目相看。

我们同时也包含消耗功率的测验，当单核心在最大满载能够节省20%时，在Presler双核心下，一举最大可以节省18%，并且从最大252瓦下降到214瓦的功率消耗。

可惜的是，当我们启动SpeedStep所得的省电结果却颇令人失望，但是，我们不要忘记我们所借到的这颗处理器样品只能从3.0降到2.8GHz的频率，而且加倍的高速缓存也是另一个功率的负担，虽然Presler核心的晶体管数比Smithfield多出三分之一，但是在大多数的情况之下还是比Smithfield省电，我们期待正式产品上市时有更好的改善。

西瓜

975X是我们的另一个明星芯片组？

你还记得英特尔当年的440BX芯片组吗？这颗1998诞生，称霸于Pentium II（Klamath）和两个Pentium III版本（Katmai, Coppermine）处理器，一直红到了2000年，其可以说是英特尔有始以来最成功的逻辑芯片组之一，主机板使用这颗芯片组比任何其它的主机板都还要长寿。

但是，今非昔比，任何一个两岁大、跑2.8GHz / 2800+以上频率的处理器对今天大多数的应用而言，都仍足足有余，所以这类的效能等级也无法激起大多数使用者的计算机换机热潮。

一个在975X芯片组上的优点是能够将x16 PCI Express显示分隔成两个接槽，理论上英特尔应该能够同时使用两张ATI的CrossFire显示卡或NVIDIA的SLI双显示卡为主的系统，不过，我们并不确定975X真的可以这样做。

尽管你不见得会需要用到未来多核心处理器所具备的一切效能，但是新出的975X芯片组还是不容小觑，因为英特尔的产品发展蓝图表（roadmap）中已经正式载明其将做为2006年的桌上型、双核心Conroe处理器主力系统芯片组，而975X主要会用在以Presler为主3.46GHz 的Pentium Extreme Edition 955处理器，其支持FSB1066规格，这一系列产品与技术将于11月14日发表上市，同时975X平台也可能支持未来的四核心处理器，这应该属于英特尔在2005年年底的高阶机种，及2007年主力的45奈米制程的机种。

西瓜

测试设定

系统硬件
Socket 775处理器	英特尔Pentium D Processor 930 (Presler 65奈米, 3.0GHz, 2x 2MB L2快取) Intel 英特尔Pentium D Processor 830 (Smithfield 90奈米, 3.0GHz, 2x 1MB L2快取)
英特尔平台	技嘉GA-8I955X Royal (Socket 775), Rev. 1.1 英特尔955X芯片组, BIOS F8
内存	Corsair CM2X512A-5400UL (XMS5400 V1.2) 2x 512MB DDR2-667 (333 MHz, CL3-2-2-8, 1T)
硬盘机	Hitachi DeskStar 7K250 250 GB, 7,200 RPM, 8MB快取, SATA150
网络	3COM 3C905B-TX 100MBit/s PCI card
显示卡	Extreme N7800GT/2DHTV (PCI Express) GeForce 7800GT (400 MHz), 256MB GDDR3 (500 MHz)
电源供给	Enermax EG565P-VE, ATX 2.01, 535瓦
软件及驱动程序
操作系统	Windows XP Professional 5.10.2600, Service Pack 2
版本	9.0c (4.09.0000.0904)
系统芯片驱动程序	Intel 英特尔Chipset Installation Utility 7.2.1.1003
显示卡驱动程序	NVIDIA ForceWare 77.77

检测环境与设定

检测环境与设定
OpenGL
毁灭战士3（Doom3）	版本: 1.0.1262 1280x1024, 32位 视讯质量=高质量 demo1 图像精细度= 高质量
重返德军总部：敌战区（Wolfenstein：Enemy Territory）	版本: 2.56 (Patch V 1.02) 1280x1024, 32 位 timedemo 1 / demo demo4 地形细节=高 材质细节=高
DirectX 8
浴血战场2004（Unreal Tournament 2004）	版本: 3204 1280x1024, 32位, 音效 = 关 THG8-assault-single
DirectX 9
极地战嚎（Far Cry）	版本1.1 Build 1256 1280x1024 – 32位 质量选项=高
3DMark 2005	版本1.0 1024x768, 32位 显示卡和处理器基本设定测试
视讯软件
Pinnacle Studio 9 Plus	版本: 9.4.1 将2 41MB的352x288 MPEG格式 转成2 95MB的720x576 MPEG格式 编码与转换成MPEG-2/DVD 无音效
Auto Gordian Knot DivX 5.2.1 XviD 1.0.3	版本: 1.95 音效 = AC3 6ch 自订大小 = 100MB 分辨率设定 = 固定宽度 编码 = XviD与DivX 5 音效 = CBR MP3、kbps 192 182MB VOB MPEG2-来源
Windows Media Encoder	版本: 9.00.00.2980 将720x480 DV 转成WMV 320x240 (29.97 fps) 282 kbps资料流
Audio音效软件
Lame MP3	版本3.97.1 Multi-threaded Alpha 将17分14秒的Wave（182MB）档转成mp3格式 32 – 320 kbit VBR = level 3
libvorbis OGG	版本: 1.0.1 将17分14秒的WAV 檔（182MB）转成ogg格式 品质 = 5
应用软件
WinRAR	版本3.41 283MB, 246档案 压缩率 = 最佳 目录 = 4096 kB
3DS Max 7	Characters “Dragon_Charater_rig” 1600x1200 Rendering Single
综合测试软件
PCMark 2005 Pro	版本: 1.0.1

西瓜

比较结果

OpenGL

DirectX 8

DirectX 9

西瓜

视讯

西瓜

音效

应用程序

西瓜

综合测试

西瓜

综合测试（续）

功率消耗