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第六节 新款CPU 介绍

一、I ntel 公司的新款C P U

1 .P Ⅲ C o p p e r m i n e(铜矿)处理器

2000 年最惹人注目的莫过于Intel 公司采用0.18 微米工艺生产的P Ⅲ Coppermine 处理器了。尽 管Intel 公司早在1 9 99 年10 月25 日便发布了这款代号为Coppermine 的Pentium Ⅲ处理器，但其真 正的普及是在2 0 00 年。

虽然取名为“铜矿”，C o p p e r m i ne 处理器并没有采用新的铜芯片技术制造。从外形上分析， 采用0.18 μm 工艺制造的Coppermine 芯片的内核尺寸进一步缩小，虽然内部集成了256KB 的全速On- D i e L 2 C a c he，内建2 8 10 万个晶体管，但其尺寸却只有1 0 6 mm 2 。从类型上分析，新一代的 C o p p e r m i ne 处理器可以分为E 和EB 两个系列。E 系列的C o p p e r m i ne 处理器采用了0 .18 μm 工艺制 造，同时应用了I n t el 公司新一代O n -D ie 全速2 5 6 K B L 2 C a c h e;而EB 系列的C o p p e r m i ne 不仅集合 了0.18 μm 制造工艺、O n -D ie 全速2 5 6 K B L 2 C a c he，同时还具有1 3 3 M Hz 的外频速率。

从技术的角度分析，新一代C o p p e r m i ne 处理器具有两大特点:一是封装形式的变化。除了部分产品采用S E C C2 封装之外，I n t el 也推出了F C -P GA 封装及笔记本使用的MicroPGA 和B GA 封装；二 是制造工艺的变化。C o p p e r m i ne 处理器全部采用了0.18 μm 制造工艺，其核心工作电压降到了1. 6 5 V (S E C C 2)和1 .6 V (F C -P G A)，与传统的P Ⅲ相比大大降低了电能的消耗和发热量。

P Ⅲ C o p p e r m i ne 的整体性能与传统的P Ⅲ相比有了较大幅度的提高。作为新一代处理器， Coppermine 强劲的高速On-Die L2 Cache 值得称道，而且P Ⅲ Coppermine 的可超频性也是非常出色 的。

2 .P Ⅲ C o p p e r m i n e -T 和T u a l a t in

2001 年末，P Ⅲ Coppermine 会进一步改进制造工艺采用0.13 微 米制造，新版本T u a l a t in 也即将问世。其核心技术大致如下：最 初时钟频率应该是1 .1 3 /1 .2 6 G Hz；内核集成512KB 二级缓存；采用 新的总线结构；封装结构上采用F C P G A2 替换F C P GA 。

我们注意到Tualatin 在电压和总线规格上和过去的P Ⅲ处理器有 了不同，因此未来似乎应该有全新的平台来支持P Ⅲ处理器　。当前 只有一款芯片组宣布支持Tualatin，它就是A l m a d or 或者被称之为 i 8 30 。

而P Ⅲ Coppermine-T 内核则可能是过渡产品，它既能运行于当前 的i815 、694X 等产品，相信也能在A l m a d or 平台上使用。从时间表上看这两款处理器都在2 0 01 年三季度发布。但由于Intel Pentium 4 战略的延展，也许它们会悄无 声息地来临，甚至缩减至一款。

3 .C e l e r o n Ⅱ处理器

为了进一步扩大在低端市场的占领份额，2 0 00 年3 月 Intel 终于发布了其代号为“C o p p e r m i n e 1 28 ”的新一代的 Celeron 处理器——Celeron Ⅱ(Intel 仍称其为Celeron，但 为了和前面的C e l e r on 区分，我们暂且这样称呼)。C e l e r on Ⅱ与老Celeron 最显著的区别在于采用了与P Ⅲ Coppermine 相同的核心及同样的FC-PGA 封装方式，同时支持S SE 多媒体 扩展指令集。

从技术角度分析，C e l e r o n Ⅱ与P Ⅲ C o p p e r m i ne 有着 诸多明显的区别:一是Celeron Ⅱ的L2 Cache 容量只是P ⅢC o p p e r m i ne 处理器的一半，并且缩减P Ⅲ C o p p e r m i ne 的8 路缓存通道为4 路，延迟时间也由P Ⅲ Coppermine 的0 变成了2 。由此不难看出，相同主频的Celeron Ⅱ在性能方面比P Ⅲ Coppermine 要 差很多;二是功耗方面。C e l e r o n Ⅱ的核心电压只有1 .5 V(最新款有1 .7 V)，而P Ⅲ C o p p e r m i ne 的 核心电压为1.65V，功耗相对较低;三是外频方面。Celeron Ⅱ出人意料地沿用了古老的66MHz 外频，面对低端市场早已使用100MHz 外频的AMD K6-2，Intel 此举除了商业行为的理由外恐怕无法解释。而66MHz 外 频的Celeron Ⅱ与100MHz 外频的P Ⅲ Coppermine 相比， 也就注定了其要在性能方面牺牲更多。C e l e r on 系列向 来有着如奔腾系列一样优秀的浮点运算性能，C e l e r on Ⅱ集成的全速缓存使得其整数性能也得以大幅度提高。 但是，糟糕的66MHz 外频可能会是Celeron Ⅱ最终不敌 A MD 同型产品的致命之处，不过如果将其与老C e l e r on 放在一起，其实还是我们要求太高了。与C o p p e r m i ne 同样的FC-PGA 封装方式必定会使Celeron Ⅱ的兼容性有 所提高。正是由于高性能的二级缓存和低功耗， C e l e r o n Ⅱ同样也具有良好的超频性能。

4 .P e n t i u m 4 处理器

美国东部时间2 0 00 年6 月28 日，I n t el 公司正式宣布将该公司开发的下一代微处理器命名为

Pentium4 。新一代的P e n t i u m 4 处理器即原先研发代号为W i l l a m e t te 的W i l ly 芯片，是I n t el 公 司继C o p p e r m i ne 处理器之后推出的面向普通用户的主流产品。

2 0 00 年11 月20 日，I n t el 公司正式发布P e n t i u m 4 处理器。该处理器采用了不同于P6 总线的 全新N e t B u r st 架构，其管线长度是P6 架构的两倍，达到了20 级。这将使P e n t i u m 4 达到更高时钟 频率。现在的P e n t i u m Ⅲ处理器由于管线长度的限制，最高时钟频率在1.2GHz 左右，P e n t i u m Ⅲ1 .1 3 G Hz 处理器出现的问题就是最好的证明。不过，管 线长度的加长，也意味着entium 4 每一个时钟周期执 行的指令要比P e n t i u m Ⅲ少，这就是为什么在相同的 速度下，P e n t i u m Ⅲ或Athlon 处理器的性能看起来要 比P e n t i u m 4 处理器更强一些的原因。不过，随着 P e n t i u m 4 速度的提升，这一现象会逐渐消失。

Pentium 4 处理器采用新的系统总线代替了原有的 GTL+总线，总线速度达到400MHz 。最初版本的核心频 率为1 .4 G Hz 和1.5GHz，内部集成了8 KB 一级数据缓存 和2 5 6 KB 同速二级缓存(I n t el 称之为L2 超级传输缓 存)，带宽大于44.8GB/s，大大超过Pentium Ⅲ 1GHz 处理器的1 6 G B /s 。初期的P e n t i u m 4 采用0 .18 μm 工艺制造，包含4 2 00 万个晶体管，芯片面积为2 1 7 mm 2 ，核心电压为1 .7V，目前采用S o c k e t 4 23 接 口，此外I n t el 还推出了一款S o c k e t 4 78 接口的P e n t i u m 4，这才是最终版本。P e n t i u m 4 的算术 逻辑单元(A L U)以核心频率的两倍运行。此外，P e n t i u m 4 还包含1 44 条重新设计过的S S E2 指令。 Intel 预计P e n t i u m 4 将于2001 年下半年占其C PU总产量的一半，并采用0.13 μm 铜工艺制造。 Pentium 4 的架构被I n t el 称之为N e t B u r st 。其中最容易被关注到的变化就是它的新系统总线。