AMD和Inter處理器的區別

AMD和Inter處理器的區別是比較兩者的不同。

前言

AMD是台灣AMD公司的標誌~AMD和INTER公司是世界兩大CPU生產商占世界家用CPU市場的95%以上的市場份額!AMD對遊戲的性能支持比INTER的浮點運算能力比Amd的強~還有就是A的發熱量大INTEL的做工和AMD的做工有區別的我們來看表面看到的最顯著的問題就是L1上面通常AMD的L1比INTEL的L1要大的很多所以導致了在同等主頻下AMD的要比INTEL的快的多AMD和INTEL的處理器名稱定義也不相同AMD是用的PR只定義而INTEL用的則是主頻定義。

AMD和INTERcpu性能的比較

什麼實際頻率只有1.8G的AMD 2500+處理器運行速度比實際頻率2.4G的P4-2.4B還快?為什麼採用0.13微米製程的Tulatin核心的處理器最高只能做到1.4G,反而採用0.18微米製程的Willamette核心的處理器卻能輕鬆做到2G?下面我們就來分析一下到底是什麼原因導致以上兩種“怪圈”的存在。

每塊CPU中都有“執行管道流水線”的存在(以下簡稱“管線”),管線對於CPU的關係就類似汽車組裝線與汽車之間的關係。

CPU的管線並不是物理意義上供數據輸入輸出的的管路或通道,它是為了執行指令而歸納出的“下一步需要做的事情”。

每一個指令的執行都必須經過相同的步驟,我們把這樣的步驟稱作“級”。管線中的“級”的任務包括分支下一步要執行的指令、分支數據的運算結果、分支結果的存儲位置、執行運算等等……

最基礎的CPU管線可以被分為5級:

1、取指令

2、譯解指令

3、演算出運算元

4、執行指令

5、存儲到高速快取

你可能會發現以上所說的5級的每一級的描述都非常的概括,同時如果增加一些特殊的級的話,管線將會有所延長:

1、取指令1

2、取指令2

3、譯解指令1

4、譯解指令2

5、演算出運算元

6、分派操作

7、確定時

8、執行指令

9、存儲到高速快取1

10、存儲到高速快取2

無論是最基本的管線還是延長後的管線都是必須完成同樣的任務:接受指令,輸出運算結果。

兩者之間的不同是:前者只有5級,其每一級要比後者10級中的每一級處理更多的工作。

如果除此以外的其它細節都完全相同的話,那么你一定希望採用第一種情況的“5級”管線,原因很簡單:數據填充5級要比填充10級容易的多。而且如果處理器的管線不是始終充滿數據的話,那么將會損失寶貴的執行效率——這將意味著CPU的執行效率會在某種程度上大打折扣。

那么CPU管線的長短有什麼不同呢?

——其關鍵在於管線長度並不是簡單的重複,可以說它把原來的每一級的工作細化,從而讓每一級的工作更加簡單,因此在“10級”模式下完成每一級工作的時間要明顯的快於“5級”模式。最慢的(也是最複雜)的“級”結構決定了整個管線中的每個“級”的速度——請牢牢記住這一點!

我們假設上述第一種管線模式每一級需要1個時鐘周期來執行,最慢可以在1ns內完成的話,那么基於這種管線結構的處理器的主頻可以達到1GHz(1/1ns = 1GHz)。現在的情況是CPU內的管線級數越來越多,為此必須明顯的縮短時鐘周期來提供等於或者高於較短管線處理器的性能。好在,較長管線中每個時鐘周期內所做的工作減少了,因此即使處理器頻率提升了,但每個時鐘周期縮短了,每個“級”所用的時間也就相應的減少了,從而可以讓CPU運行在更高的頻率上了。如果採用上述的第二種管線模式,可以把處理器主頻提升到2GHz,那么我們應該可以得到相當於原來的處理器2倍的性能——如果管線一直保持滿載的話。

但事實並非如此,任何CPU內部的管線在預讀取的時候總會有出錯的情況存在,一旦出錯了就必須把這條指令從第一級管線開始重新執行,稍微計算一下就可以得出結論:如果一塊擁有5級管線的CPU在執行一條指令的時候,當執行到第4級時出錯,那么從第一級管線開始重新執行這條指令的速度,要比一塊擁有10級管線的CPU在第8級管線出錯時重新執行要快的多,也就是說我們根本無法充分的利用CPU的全部資源,那么我們為什麼還需要更高主頻的CPU呢??

回溯到幾年以前,讓我們看看當時1.4GHz和1.5GHz的奔騰四處理器剛剛問世之初的情況:當時Intel公司將原奔騰三處理器的10級管線增加到了奔騰四的20級,管線長度一下提升了100%。最初上市的1.5GHz奔騰四處理器曾經舉步維艱,超長的管線帶來的負面影響是由於預讀取指令的出錯從而造成的執行效率嚴重低下,甚至根本無法同1GHz主頻的奔騰三處理器相對壘,但明顯的優勢就是大幅度的提升了主頻,因為20級管線同10級管線相比,每級管線的執行時間縮短了,雖然執行效率降低了,但處理器的主頻是根據每級管線的執行時間而定的,跟執行效率沒有關係,這也就是為什麼採用0.18微米製程的Willamette核心的奔騰四處理器能把主頻輕鬆做到2G的奧秘!

固然,更精湛的製造工藝也能對提升處理器的主頻起到作用,當奔騰四換用0.13微米製造工藝的Northwood 核心後,主頻的優勢才大幅度體現出來,一直衝到了3.4G,長管線的CPU只有在高主頻的情況下才能充分發揮優勢——用很高的頻率、很短的時鐘周期來彌補它在預讀取指令出錯時重新執行指令所浪費的時間。

但是,擁有20級管線、採用0.13微米製程的Northwood核心的奔騰四處理器的理論頻率極限是3.5G,那怎么辦呢?

Intel總是會採用“加長管線”這種屢試不爽的主頻提升辦法——新出來的採用Prescott核心的奔騰四處理器(俗稱P4-E),居然採用了31級管線,通過上述介紹,很明顯我們能得出Prescott核心的奔四處理器在一個時鐘周期的處理效率上會比採用Northwood核心的奔四處理器慢上一大截,也就是說起初的P4-E並不比P4-C的快,雖然P4-E擁有了更大的二級快取,但在同頻率下,P4-E絕對不是P4-C的對手,只有當P4-E的主頻提升到了5G以上,才有可能跟P4-3.4C的CPU對壘,著名的CPU效能測試軟體superpi就能反應出這一差距來:P4-3.4E的處理器,運算pI值小數點後100萬位需要47秒,這僅相當於P4-2.4C的成績,而P4-3.4C運算只需要31秒,把同頻率下的P4-3.4E遠遠的甩在了後面!! AMD 2500+處理器,採用了10級管線,只有1.8G的主頻卻能匹敵2.4G的P4;蘋果電腦的G4處理器,更是採用了7級管線,只有1.2G的主頻卻能匹敵2.8C的P4,這些都要歸功於更短的管線所帶來的更高的執行效率,跟它們相比,執行效率方面Intel輸在了管線長度上,但主頻提升方面Intel又贏在了管線長度上,因為相對於“管線”這個較專業的問題,大多數消費者還是陌生的,人們只知道“處理器的主頻越高速度就越快”這個片面的、錯誤的、荒謬的理論!!這就是Intel的精明之處!!!

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