市场中没有永远的落后者,当AMD进入45nm时代,Phenom II的到来,AMD也能通过核心数量和缓存的搭配,设计出定位不同市场的CPU。
纵观AMD Phenom处理器的发展,核心架构的改进相对有限,而三级缓存的变化是最直观的。从早期Phenom的2MB三级缓存,猛增至Phenom II的6MB三级缓存,而为了市场的需要,又推出了采用Phenom II架构但没有三级缓存的Athlon X4。而AMD处理器独有的双核、三核、四核架构,加上缓存的不同搭配,一时间,AMD处理器呈现出门丁兴旺的景象。
对于AMD的用户来说,多是追求性价比的用户,而现在AMD处理器这样的现象,对用户即是好事也是坏事,好是用户的选择更多了,坏的是用户对CPU的选择无所适从。而细细观察,AMD处理器百龙争宠的现象,无外乎是核心与缓存搭配的结果。那么,究竟核心数量还是缓存大小对性能影响大,用户花高价格买四核值不值?缓存和核心的平衡点在哪里?本文将对此进行深入研究。与65nm Phenom相比,新一代45nm Phenom II最大的变化就是升级到了45nm SOI沉浸式光刻生产工艺,好处就是主频更高、功耗更低、集成度更高,特别是三级缓存从2MB猛增到了6MB!
三级缓存翻了三番,自然需要付出一定的代价,通过Phenom和Phenom II芯片示意图的对比,我们就能略知一二了:
Phenom一代:浅蓝色为单个核心与其二级缓存,粉红色为共享三级缓存。
Brcelona/Agena集成了4.68亿个晶体管,核心(DIE)面积大约285平方毫米,Shanghai/Deneb的晶体管增加了62%,多达7.58亿个,但核心面积却减小了9.5%,只有258平方毫米,新工艺的好处可见一斑。
Phenom二代:浅蓝色为单个核心与其二级缓存,粉红色为共享三级缓存。
晶体管数量增加如此之多主要就是因为三级缓存的大幅扩容,这部分在整个核心里的面积比例也从大约六分之一提高到了足有三分之一。关于三级缓存,AMD的态度是:
第一,三级缓存容量在服务器领域的作用更明显,不过如果服务器和桌面处理器采用不同的架构,必然会提高生产难度和成本,故而带到了桌面上;
第二,在桌面上,三级缓存从2MB增加到6MB可以带来大约5%的性能提升,实际测试也证明了这一点;
第三,从前边的数据看出,三级缓存增加了两倍,但得益于生产工艺的改进,核心面积反而更小了,成本也更低。
Core i7 DIE示意图:四个核心一字排开,与Phenom II的方阵型不同。
熟悉Intel Nehalem Core i7处理器的朋友一定想到了,Intel也使用了同样的大容量共享三级缓存设计,且容量多达8MB,也占据了整个核心面积的三分之一左右,不同之处在于Core i7每核心一级缓存和二级缓存只有64KB和256KB,都比Phenom/Phenom II少一半。
Phenom、Phenom II、Core i7、Core 2 Quad对比。
有趣的是,同样基于45nm工艺的Core i7集成了7.31亿个晶体管,比Phenom II略少,但核心面积却稍大一些,为263平方毫米。现在我们从成本的角度来算一笔帐,通过Phenom II X4的芯片结构示意图可以看出,三级缓存所占芯片面积比两颗核心以及L1L2加起来还要多,如此一来即便是屏蔽了一颗核心的Phenom9
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