芯片巨头联盟,英特尔与AMD联手布局Hyper赛道新战场
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大家好,今天我来为大家详细地介绍一下关于英特尔市值被AMD超越,他们是如何拼抢芯片行业的 地位的?的问题。以下是我对这个问题的总结和归纳,希望能对大家有所帮助。
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英特尔市值被AMD超越,他们是如何拼抢芯片行业的 地位的?
2.两位华人,正在颠覆科技巨头英特尔
2022年7月29日,英特尔市值被AMD超越,这一事件让很多网友不敢相信,而且也能够体现出这是一件颇具标志性意义的事件。其实英特尔和AMD是处理器行业最大的两家公司,在过去20多年,一直以来都在竞争,而且AMD一直以来都处于一个被压着打的状态。但是在2022年,绝地翻身,这一现象并不能够让大家想到。
要知道不管什么领域,只能出现一个 ,而这两家公司为了争抢 位置,也是一直以来在竞争,不管是芯片研发,又或者在其他方面的竞争,都是非常激烈的。就拿工艺来讲,英特尔工艺节点出现难产的现象,导致处理器并没有那么先进。反而AMD在多年打压之下,研发出了新的工艺,所以从台机电工艺的东风占据了优势,就这样逆风翻盘。
而且英特尔市值下滑,除了芯片工艺出现问题之外,另外一个方面就是没有找到新的增长点,因此错过了市场。英特尔也一直在 繁收购其他的公司,所以公司多了之后,管理起来也是非常麻烦的,另外想要制造出一款较厉害的芯片,也是需要结合多个方面、多个部门,才能够研发成功。被AMD反超这一事件确实对英特尔造成了影响,小编认为AMD也会趁着这个时期从而开展自己的业务,让市值保持在一个较稳的位置。
毕竟对于这些芯片 来讲,研发不出芯片就没有办法被大家认可,然而英特尔已经出现问题了,想要继续在这个领域中闪闪发光,还是需要不断的努力,只有提高自己的工艺,才能够让更多的网友认定。而且没有一个公司会被另外一个公司打压一辈子,所以英特尔的传统核心市场技术优势已经不复存在,而AMD各专注力是非常强的,也并不会像英特尔那样 繁去收购公司,反而将所有的精力放在技术研发上,所以获得成功也是很正常的一件事情。
两位华人,正在颠覆科技巨头英特尔
太多啦~~~先给你讲讲主要的参数吧:
英特尔公司的主要 CPU 系列型号有:
Pentium
Pentium Pro
Pentium II
Pentium III
Pentium 4
Pentium 4EE
Pentium-m
Celeron
Celeron II
Celeron III
Celeron IV
Celeron D
Xeon 等等
而 AMD 公司的主要 CPU 系列型号有:
K5
K6
K6-2
Duron
Athlon XP
Sempron
Athlon 64
Opteron 等等
接口类型
我们知道,CPU 需要通过某个接口与主板连接,才能进行工作。CPU 经过这么多年的发展,采用的接口方式有引脚式、卡式、触点式、针脚式等。而目前 CPU 的接口,都是针脚式接口,对应到主板上,就有相应的插槽类型。CPU 接口类型不同,在插孔数、体积、形状上都有变化,所以不能互相混用接插。
1) Socket 775
Socket 775 又称为 Socket T,是目前应用于 Intel LGA775 封装的 CPU 所对应的接口,目前采用此种接口的有 LGA775 封装的 Pentium 4、Pentium 4 EE、Celeron D 等 CPU。与以前的 Socket 478 接口 CPU 不同,Socket 775 接口 CPU 的底部没有传统的针脚,而代之以 775 个触点,即并非针脚式而是触点式。通过与对应的 Socket 775 插槽内的 775 根触针接触,来传输信号。Socket 775 接口,不仅能够有效提升处理器的信号强度、提升处理器 率,同时也可以提高处理器生产的良品率,降低生产成本。随着 Socket 478 的逐渐淡出,Socket 775 将成为今后所有 Intel 桌面 CPU 的标准接口。
2) Socket 754
Socket 754 是2003年9月 AMD 64 位桌面 最初发布时的 CPU 接口,目前采用此接口的,有低端的 Athlon 64 和高端的 Sempron,具有 754 根 CPU 针脚。随着 Socket 939 的普及,Socket 754 最终也会逐渐淡出。
3) Socket 939
Socket 939 是 AMD 公司2004年6月才推出的 64 位桌面 接口标准,目前采用此接口的,有高端的 Athlon 64 以及 Athlon 64 FX,具有 939 根 CPU 针脚。Socket 939 处理器和与过去的 Socket 940 插槽是不能混插的,但是,Socket 939 仍然使用了相同的 CPU 风扇系统模式。因此,以前用于 Socket 940 和 Socket 754 的风扇,同样可以使用在 Socket 939 处理器。
4) Socket 940
Socket 940 是最早发布的 AMD 64 位接口标准,具有 940 根 CPU 针脚,目前采用此接口的,有服务器/工作站所使用的 Opteron 以及最初的 Athlon 64 FX。随着新出的 Athlon 64 FX 改用 Socket 939 接口,所以 Socket 940 将会成为 Opteron 的专用接口。
5) Socket 603
Socket 603 的用途比较专业,应用于 Intel 方面高端的服务器/工作站 ,采用此接口的 CPU 是 Xeon MP 和早期的 Xeon,具有 603 根 CPU 针脚。Socket 603 接口的 CPU,可以兼容于 Socket 604 插槽。
6) Socket 604
与 Socket 603 相仿,Socket 604 仍然是应用于 Intel 方面高端的服务器/工作站 ,采用此接口的 CPU 是 533MHz 和 800MHz FSB 的 Xeon。Socket 604 接口的 CPU 不能兼容于 Socket 603 插槽。
7) Socket 478
Socket 478 接口是目前 Pentium 4 系列处理器所采用的接口类型,针脚数为 478 针。Socket 478 的 Pentium 4 处理器面积很小,其针脚排列极为紧密。英特尔公司的 Pentium 4 系列和 P4 赛扬系列都采用此接口。
8) Socket A
Socket A 接口,也叫 Socket 462,是目前 AMD 公司 Athlon XP 和 Duron 处理器的插座接口。Socket A 接口具有 462 插脚,可以支持 133MHz 外 。
9) Socket 423
Socket 423 插槽是最初 Pentium 4 处理器的标准接口,Socket 423 的外形和前几种 Socket 类的插槽类似,对应的 CPU 针脚数为 423。Socket 423 插槽多是基于 Intel 850 芯片组主板,支持 1.3GHz~1.8GHz 的 Pentium 4 处理器。不过随着 DDR 内存的流行,英特尔又开发了支持 SDRAM 及 DDR 内存的 i845 芯片组,CPU 插槽也改成了 Socket 478,Socket 423 接口也就销声匿迹了。
10) Socket 370
Socket 370 架构是英特尔开发出来代替 SLOT 架构,外观上与 Socket 7 非常像,也采用零插拔力插槽,对应的 CPU 是 370 针脚。英特尔公司 的“铜矿”和”图拉丁”系列 CPU,就是采用此种接口。
11) SLOT 1
SLOT 1 是英特尔公司为取代 Socket 7 而开发的 CPU 接口,并申请的 。这样,其它厂商就无法生产 SLOT 1 接口的产品。SLOT1 接口的 CPU 不再是大家熟悉的方方正正的样子,而是变成了扁平的长方体,而且接口也变成了金手指,不再是插针形式。
SLOT 1 是英特尔公司为 Pentium Ⅱ 系列 CPU 设计的插槽,其将 Pentium Ⅱ CPU 及其相关控制电路、二级缓存都做在一块子卡上,多数 Slot 1 主板使用 100MHz 外 。SLOT 1 的技术结构比较先进,能提供更大的内部传输带宽和 CPU 性能。此种接口已经被淘汰,市面上已无此类接口的产品。
12) SLOT 2
SLOT 2 用途比较专业,都采用于高端服务器及图形工作站的系统。所用的 CPU 也是很昂贵的 Xeon(至强)系列。Slot 2 与 Slot 1 相比,有许多不同。首先,Slot 2 插槽更长,CPU 本身也要大一些。其次,Slot 2 能够胜任更高要求的多用途计算处理,这是进入高端企业计算市场的关键所在。在当时标准服务器设计中,一般厂商只能同时在系统中采用两个 Pentium Ⅱ 处理器,而有了 Slot 2 设计后,可以在一台服务器中同时采用 8 个处理器。而且采用 Slot 2 接口的 Pentium Ⅱ CPU,都采用了当时最先进的 0.25 微米制造工艺。支持 SLOT 2 接口的主板芯片组有 440GX 和 450NX。
13) SLOT A
SLOT A 接口类似于英特尔公司的 SLOT 1 接口,供 AMD 公司的 K7 Athlon 使用。在技术和性能上,SLOT A 主板可完全兼容原有的各种外设扩展卡设备。它使用的并不是 Intel 的 P6 GTL+总线协议,而是 Digital 公司的 Alpha 总线协议 EV6。EV6 架构是较先进的架构,它采用多线程处理的点到点拓扑结构,支持 200MHz 的总线 率。
核心类型
核心(Die)又称为内核,是 CPU 最重要的组成部分。CPU 中心那块隆起的芯片就是核心,是由单晶硅以一定的生产工艺制造出来的,CPU 所有的计算、接受/存储命令、处理数据都由核心执行。各种 CPU 核心都具有固定的逻辑结构,一级缓存、二级缓存、执行单元、指令级单元和总线接口等逻辑单元,都会有科学的布局。
为了便于 CPU 设计、生产、销售的管理,CPU 制造商会对各种 CPU 核心给出相应的代号,这也就是所谓的 CPU 核心类型。
不同的 CPU (不同系列或同一系列)都会有不同的核心类型(例如 Pentium 4 的 Northwood,Willamette 以及 K6-2 的 CXT 和 K6-2+ 的 ST-50 等等),甚至同一种核心都会有不同版本的类型(例如 Northwood 核心就分为 B0 和 C1 等版本),核心版本的变更,是为了修正上一版存在的一些错误,并提升一定的性能,而这些变化,普通消费者是很少去注意的。每一种核心类型都有其相应的制造工艺(例如 0.25um、0.18um、0.13um 以及 0.09um 等)、核心面积(这是决定 CPU 成本的关键因素,成本与核心面积基本上成正比)、核心电压、电流大小、晶体管数量、各级缓存的大小、主 范围、流水线架构和支持的指令集(这两点是决定 CPU 实际性能和工作效率的关键因素)、功耗和发热量的大小、封装方式(例如 S.E.P、PGA、FC-PGA、FC-PGA2 等等)、接口类型(例如 Socket 370,Socket A,Socket 478,Socket T,Slot 1、Socket 940 等等)、前端总线 率(FSB)等等。因此,核心类型在某种程度上决定了 CPU 的工作性能。
一般说来,新的核心类型,往往比老的核心类型具有更好的性能(例如同 的 Northwood 核心 Pentium 4 1.8A GHz 就要比 Willamette 核心的 Pentium 4 1.8 GHz 性能要高)。但这也不是 的。这种情况一般发生在新核心类型刚推出时,由于技术不完善或新的架构和制造工艺不成熟等原因,可能会导致新的核心类型的性能反而还不如老的核心类型的性能。例如,早期 Willamette 核心 Socket 423 接口的 Pentium 4 的实际性能,不如 Socket 370 接口的 Tualatin 核心的 Pentium III 和赛扬,现在的低 Prescott 核心 Pentium 4 的实际性能,不如同 的 Northwood 核心 Pentium 4 等等。但随着技术的进步以及 CPU 制造商对新核心的不断改进和完善,新核心的中后期产品的性能,必然会超越老核心产品。
CPU 核心的发展方向,是更低的电压、更低的功耗、更先进的制造工艺、集成更多的晶体管、更小的核心面积(这会降低 CPU 的生产成本从而最终会降低 CPU 的销售价格)、更先进的流水线架构和更多的指令集、更高的前端总线 率、集成更多的功能(例如集成内存控制器,等等)以及双核心和多核心(也就是一个 CPU 内部有 2 个或更多个核心)等。CPU 核心的进步,对普通消费者而言,最有意义的就是能以更低的价格买到性能更强的 CPU。
在 CPU 漫长的历史中,伴随着纷繁复杂的 CPU 核心类型。以下分别就 Intel CPU 和 AMD CPU 的主流核心类型,作一个简介。主流核心类型介绍( 于台式机 CPU,不包括笔记本 CPU 和服务器/工作站 CPU,而且不包括比较老的核心类型)。
(一)Intel CPU 的核心类型
1) Tualatin
这也就是大名鼎鼎的“图拉丁”核心,是 Intel 在 Socket 370 架构上的最后一种 CPU 核心,采用 0.13um 制造工艺,封装方式采用 FC-PGA2 和 PPGA,核心电压也降低到了 1.5V 左右,主 范围从 1GHz 到 1.4GHz,外 分别为 100MHz(赛扬)和 133MHz(Pentium III),二级缓存分别为 512KB(Pentium III-S)和 256KB(Pentium III 和赛扬),这是最强的 Socket 370 核心,其性能甚至超过了早期低 的 Pentium 4系列 CPU。
2) Willamette
这是早期的 Pentium 4 和 P4 赛扬采用的核心,最初采用 Socket 423 接口,后来改用 Socket 478 接口(赛扬只有 1.7GHz 和 1.8GHz 两种,都是 Socket 478 接口),采用 0.18um 制造工艺,前端总线 率为 400MHz,主 范围从 1.3GHz 到 2.0GHz(Socket 423)和 1.6GHz 到 2.0GHz(Socket 478),二级缓存分别为 256KB(Pentium 4)和 128KB(赛扬)。注意,另外还有些型号的 Socket 423 接口的 Pentium 4 居然没有二级缓存!核心电压 1.75V 左右,封装方式采用 Socket 423 的 PPGA INT2,PPGA INT3,OOI 423-pin,PPGA FC-PGA2 和 Socket 478 的 PPGA FC-PGA2 以及赛扬采用的 PPGA 等等。Willamette 核心制造工艺落后,发热量大,性能低下,已经被淘汰掉,而被 Northwood 核心所取代。
3) Northwood
这是目前主流的 Pentium 4 和赛扬所采用的核心,其与 Willamette 核心最大的改进,是采用了 0.13um 制造工艺,并都采用 Socket 478 接口,核心电压 1.5V 左右,二级缓存分别为 128KB(赛扬)和 512KB(Pentium 4),前端总线 率分别为 400/533/800MHz(赛扬都只有 400MHz),主 范围分别为 2.0GHz 到 2.8GHz(赛扬),1.6GHz 到 2.6GHz(400MHz FSB Pentium 4),2.26GHz 到 3.06GHz(533MHz FSB Pentium 4)和 2.4GHz 到 3.4GHz(800MHz FSB Pentium 4),并且 3.06GHz Pentium 4 和所有的 800MHz Pentium 4 都支持超线程技术(Hyper-Threading Technology),封装方式采用 PPGA FC-PGA2 和 PPGA。按照 Intel 的规划,Northwood 核心会很快被 Prescott 核心所取代。
4) Prescott
这是 Intel 新的 CPU 核心,最早使用在 Pentium 4 上,现在低端的赛扬 D 也大量使用此核心,其与Northwood 最大的区别是采用了 0.09um 制造工艺和更多的流水线结构,初期采用 Socket 478 接口,以后会全部转到 LGA 775 接口,核心电压 1.25-1.525V,前端总线 率为 533MHz(不支持超线程技术)和 800MHz(支持超线程技术),主 分别为 533MHz FSB 的 2.4GHz 和 2.8GHz 以及 800MHz FSB 的 2.8GHz、3.0GHz、3.2GHz 和 3.4GHz。其与 Northwood 相比,其 L1 缓存从 8KB 增加到 16KB,而 L2 缓存则从 512KB 增加到 1MB,封装方式采用 PPGA。按照 Intel 的规划,Prescott 核心会很快取代 Northwood 核心,并且很快就会推出 Prescott 核心 533MHz FSB 的赛扬。
5) Prescott 2M
Prescott 2M 是 Intel 在台式机上使用的核心,与 Prescott 不同,Prescott 2M 支持 EM64T 技术,也就是说,可以使用超过 4G 内存,属于 64 位的 CPU,这是 Intel 款使用 64 位技术的台式机 CPU。
Prescott 2M 核心,使用 90nm 制造工艺,集成 2M 二级缓存,800 或者 1066MHz 前端总线。从目前来说,P4 的 6 系列和 P4EE CPU,使用的是 Prescott 2M 核心。Prescott 2M 本身的性能并不是特别出众,不过,由于集成了大容量的二级缓存和使用较高的 率,性能仍然有提升。此外,Prescott 2M 核心还支持增强型的 Intel SpeedStep 技术(EIST)。这种技术完全与英特尔的移动处理器中的节能机制一样,它可以让 Pentium 4 6 系列处理器在低负载的时候降低工作 率,这样,可以明显降低它们在运行时的工作热量及功耗。
(二)AMD CPU 的核心类型
1) Athlon XP 的核心类型
Athlon XP 有 4 种不同的核心类型,但都有共同之处:都采用 Socket A 接口,而且都采用 PR 标称值标注。
2) Palomino
这是最早的 Athlon XP 的核心,采用 0.18um 制造工艺,核心电压为 1.75V 左右,二级缓存为 256KB,封装方式采用 OPGA,前端总线 率为 266MHz。
3) Thoroughbred
这是 种采用 0.13um 制造工艺的 Athlon XP 核心,又分为 Thoroughbred-A 和 Thoroughbred-B 两种版本,核心电压 1.65V-1.75V 左右,二级缓存为 256KB,封装方式采用 OPGA,前端总线 率为 266MHz 和 333MHz。
4) Thorton
采用 0.13um 制造工艺,核心电压 1.65V 左右,二级缓存为 256KB,封装方式采用 OPGA,前端总线 率为 333MHz。可以看作是屏蔽了一半二级缓存的 Barton。
5) Barton
采用 0.13um 制造工艺,核心电压 1.65V 左右,二级缓存为 512KB,封装方式采用 OPGA,前端总线 率为 333MHz 和 400MHz。
(三)新 Duron 的核心类型
leBred
采用 0.13um 制造工艺,核心电压 1.5V 左右,二级缓存为 64KB,封装方式采用 OPGA,前端总线 率为 266MHz。没有采用 PR 标称值标注,而以实际 率标注,有 1.4GHz、1.6GHz 和 1.8GHz 三种。
(四)Athlon 64 系列 CPU 的核心类型
1) Sledgehammer
Sledgehammer 是 AMD 服务器 CPU 的核心,是 64 位的 CPU,一般为 940 接口,采用 0.13 微米工艺。Sledgehammer 的功能强大,集成三条 HyperTransprot 总线,核心使用 12 流水线,128K 一级缓存、集成 1M 二级缓存,可以用于单路到 8 路 CPU 服务器。Sledgehammer 集成内存控制器,比起传统上位于北桥的内存控制器有更小的延时,支持双通道 DDR 内存,由于是服务器 CPU,当然支持 ECC 校验。
2) Clawhammer
采用 0.13um 制造工艺,核心电压 1.5V 左右,二级缓存为 1MB,封装方式采用 mPGA,采用 Hyper Transport 总线,内置一个 128bit 的内存控制器。采用 Socket 754、Socket 940 和 Socket 939 接口。
3) Newcastle
其与 Clawhammer 的最主要区别,就是二级缓存降为 512KB(这也是 AMD 为了市场需要和加快推广 64 位 CPU 而采取的相对低价政策的结果),其它性能基本相同。
4) Wincheste
Wincheste 是比较新的 AMD Athlon 64 CPU 核心,是 64 位的 CPU,一般为 939 接口,0.09 微米制造工艺。这种核心使用 200MHz 外 ,支持 1GHyperTransprot 总线,512K 二级缓存,性价比较好。Wincheste 集成双通道内存控制器,支持双通道 DDR 内存,由于使用新的工艺,Wincheste 的发热量比旧的 Athlon 小,性能也有所提升。
5) Troy
Troy 是 AMD 个使用 90nm 制造工艺的 Opteron 核心。Troy 核心是在 Sledgehammer 基础上增添了多项新技术而来的,通常为 940 针脚,拥有 128K 一级缓存和 1MB (1024 KB)二级缓存。同样使用 200MHz 外 ,支持 1GHyperTransprot 总线,集成了内存控制器,支持双通道 DDR 400 内存,并且可以支持 ECC 内存。此外,Troy 核心还提供了对 SSE-3 的支持,和 Intel 的 Xeon 相同。总的来说,Troy 是一款不错的 CPU 核心。
6) enice
Venice 核心是在 Wincheste 核心的基础上演变而来,其技术参数和 Wincheste 基本相同:一样基于 X86-64 架构、整合双通道内存控制器、512KB L2 缓存、90nm 制造工艺、200MHz 外 ,支持 1GHyperTransprot 总线。Venice 的变化主要有三方面:一是使用了 Dual Stress Liner(简称 DSL)技术,可以将半导体晶体管的响应速度提高 24%,这样 CPU 有更大的 率空间,更容易超 ;二是提供了对 SSE-3 的支持,和 Intel 的 CPU 相同;三是进一步改良了内存控制器,一定程度上增加处理器的性能,更主要的是增加内存控制器对不同 DIMM 模块和不同配置的兼容性。此外 enice 核心还使用了动态电压,不同的 CPU 可能会有不同的电压。
7) SanDiego
SanDiego 核心与 enice 一样,是在 Wincheste 核心的基础上演变而来,其技术参数和 enice 非常接近,Venice 拥有的新技术、新功能,SanDiego 核心一样拥有。不过 AMD 公司将 SanDiego 核心定位到顶级 Athlon 64 处理器之上,甚至用于服务器 CPU。可以将 SanDiego 看作是 enice 核心的高级版本,只不过缓存容量由 512KB 提升到了 1MB。当然,由于 L2 缓存增加,SanDiego 核心的内核尺寸也有所增加,从 enice 核心的 84 平方毫米增加到 115 平方毫米,当然价格也更高昂。
(五)闪龙系列 CPU 的核心类型
1) Paris
Paris 核心是 Barton 核心的继任者,主要用于 AMD 的闪龙,早期的 754 接口闪龙部分使用 Paris 核心。Paris 采用 90nm 制造工艺,支持 iSSE2 指令集,一般为 256K 二级缓存,200MHz 外 。Paris 核心是 32 位 CPU,来源于 K8 核心,因此也具备了内存控制单元。CPU 内建内存控制器的主要优点,在于内存控制器可以以 CPU 率运行,比起传统上位于北桥的内存控制器有更小的延时。使用 Paris 核心的闪龙与 Socket A 接口闪龙 CPU 相比,性能得到明显提升。
2) Palermo
Palermo 核心目前主要用于 AMD 的闪龙 CPU,使用 Socket 754 接口、90nm 制造工艺,1.4V 左右电压,200MHz 外 ,128K 或者 256K 二级缓存。Palermo 核心源于 K8 的 Wincheste 核心,不过是 32 位的。除了拥有与 AMD 高端处理器相同的内部架构,还具备了 EVP、Cool'n'Quiet;和 HyperTransport 等 AMD 独有的技术,为广大用户带来更“冷静”、更高计算能力的 处理器。由于脱胎与 ATHLON 64 处理器,所以,Palermo 同样具备了内存控制单元。CPU 内建内存控制器的主要优点,在于内存控制器可以以 CPU 率运行,比起传统上位于北桥的内存控制器有更小的延时。
(六)双核心类型
在2005年以前,主 一直是两大处理器巨头 Intel 和 AMD 争相追逐的焦点。而且处理器主 也在 Intel 和 AMD 的推动下,达到了一个又一个的高峰。就在处理器主 提升速度的同时,也发现在目前的情况下,单纯主 的提升,已经无法为系统整体性能的提升带来明显的好处,并且高主 带来了处理器巨大的发热量。更为不利是,Intel 和 AMD 两家在处理器主 提升上已经有些力不从心了。在这种情况下,Intel 和 AMD 都不约而同地将目光投向了多核心的发展方向。在不用进行大规模开发的情况下,将现有产品发展成为理论性能更为强大的多核心处理器系统,无疑是相当明智的选择。
双核处理器就是基于单个半导体的一个处理器上拥有两个一样功能的处理器核心,即是将两个物理处理器核心整合入一个内核中。事实上,双核架构并不是什么新技术,不过此前双核心处理器一直是服务器的 ,现在已经开始普及之中。
1) Intel 的双核心处理器介绍
目前 Intel 推出的双核心处理器,有 Pentium D 和 Pentium Extreme Edition,同时推出 945/955 芯片组来支持新推出的双核心处理器,采用 90nm 工艺生产的这两款新推出的双核心处理器,使用是没有针脚的 LGA 775 接口,但处理器底部的贴片电容数目有所增加,排列方式也有所不同。
图18
桌面 的核心代号 Smithfield 的处理器,正式命名为 Pentium D 处理器。除了摆脱阿拉伯数字改用英文字母来表示这次双核心处理器的世代交替外,D 的字母也更容易让人联想起 Dual-Core 双核心的涵义。
图19 揭开外壳后的双核心 Pentium D 处理器
图20 双核心构架内部示意图
Intel 的双核心构架,更像是一个双 CPU ,Pentium D 处理器继续沿用 Prescott 架构及 90nm 生产技术生产。Pentium D 内核实际上由于两个独立的 Prescott 核心组成,每个核心拥有独立的 1MB L2 缓存及执行单元,两个核心加起来一共拥有 2MB。但由于处理器中的两个核心都拥有独立的缓存,因此必须保证每个二级缓存当中的信息完全一致,否则就会出现运算错误。
图21 MCH 协调两颗核心之间的相互调用
为了解决这一问题,Intel 将两个核心之间的协调工作交给了外部的 MCH(北桥)芯片。虽然缓存之间的数据传输与存储并不巨大,但由于需要通过外部的 MCH 芯片进行协调处理,毫无疑问的会对整个的处理速度带来一定的延迟,从而影响到处理器整体性能的发挥。
由于采用 Prescott 内核,因此 Pentium D 也支持 EM64T 技术、XD bit 安全技术。值得一提的是,Pentium D 处理器将不支持 Hyper-Threading 技术。原因很明显:在多个物理处理器及多个逻辑处理器之间正确分配数据流、平衡运算任务并非易事。比如,如果应用程序需要两个运算线程,很明显每个线程对应一个物理内核,但如果有 3 个运算线程呢?因此为了减少双核心 Pentium D 架构复杂性,英特尔决定在针对主流市场的 Pentium D 中取消对 Hyper-Threading 技术的支持。
同出自 Intel 之手,而且 Pentium D 和 Pentium Extreme Edition 两款双核心处理器名字上的差别也预示着这两款处理器在规格上也不尽相同。其中,它们之间最大的不同,就是对于超线程(Hyper-Threading)技术的支持。Pentium D 不能支持超线程技术,而 Pentium Extreme Edition 则没有这方面的限制。在打开超线程技术的情况下,双核心 Pentium Extreme Edition 处理器能够模拟出另外两个逻辑处理器,可以被系统认成四核心系统。
2) AMD 的双核心处理器介绍
AMD 推出的双核心处理器,分别是双核心的 Opteron 系列和全新的 Athlon 64 X2 系列处理器。其中,Athlon 64 X2 是用以抗衡 Pentium D 和 Pentium Extreme Edition 的桌面双核心处理器系列。
图22
AMD 推出的 Athlon 64 X2 是由两个 Athlon 64 处理器上采用的 enice 核心组合而成,每个核心拥有独立的 512KB(1MB) L2 缓存及执行单元。除了多出一个核芯之外,从架构上相对于目前 Athlon 64 在架构上并没有任何重大的改变。
图23 Athlon 64 X2(左侧)与普通 Athlon 64 的对比
双核心 Athlon 64 X2 的大部分规格、功能与我们熟悉的 Athlon 64 架构没有任何区别,也就是说,新推出的 Athlon 64 X2 双核心处理器,仍然支持 1GHz 规格的 HyperTransport 总线,并且内建了支持双通道设置的 DDR 内存控制器。
与 Intel 双核心处理器不同的是,Athlon 64 X2 的两个内核并不需要经过 MCH 进行相互之间的协调。 AMD 在 Athlon 64 X2 双核心处理器的内部提供了一个称为 System Request Queue(系统请求队列)的技术,在工作的时候,每一个核心都将其请求放在 SRQ 中,当获得资源之后,请求将会被送往相应的执行核心。也就是说,所有的处理过程都在 CPU 核心范围之内完成,并不需要借助外部设备。
图24 AMD Athlon 64 X2 内部示意图
对于双核心架构,AMD 的做法是将两个核心整合在同一片硅晶内核之中,而 Intel 的双核心处理方式则更像是简单的将两个核心做到一起而已。与 Intel 的双核心架构相比,AMD 双核心处理器系统不会在两个核心之间存在传输瓶颈的问题。因此,从这个方面来说,Athlon 64 X2 的架构要明显优于 Pentium D 架构。
虽然与 Intel 相比,AMD 并不用担心 Prescott 核心这样的功耗和发热大户,但是同样需要为双核心处理器考虑降低功耗的方式。为此 AMD 并没有采用降低主 的办法,而是在其使用 90nm 工艺生产的 Athlon 64 X2 处理器中,采用了所谓的 Dual Stress Liner 应变硅技术,与 SOI 技术配合使用,能够生产出性能更高、耗电更低的晶体管。
AMD 推出的 Athlon 64 X2 处理器给用户带来最实惠的好处就是,不需要更换 ,就能使用新推出的双核心处理器,只要对老主板升级一下 BIOS 就可以了。这与 Intel 双核心处理器必须更换新 才能支持的做法相比,升级双核心系统会节省不少费用。
锐公司(ID:shangjiezz)报道
作者/ 郑 栾
“当我还是IBM的一名年轻工程师时,有人建议我,应该奔着问题去。要做,就要做最重要的事。我一直都记得。”
这句话出自苏姿丰之口,她是一位华人女性,也是AMD公司总裁兼CEO。
苏姿丰于2014年起担任AMD公司的CEO,在她的任期内,AMD的股价从2美元左右涨至如今的90美元,5年之间涨幅高达4500%。
她的确解决了AMD当时面临的大量问题。如今,AMD已经将个 脑的CPU市场完全颠覆,制程和性能都反超了英特尔,并且在数据中心(即曾经的服务器)处理器等市场向英特尔大举进攻。2019年,苏姿丰成为史上 位登上美联社年度CEO薪酬榜单的女性。
令英特尔头疼的另一家公司,是它曾经的忠实小弟英伟达。
英伟达刚刚以400亿美元的价格,从软银手中收购了英国新品设计公司ARM,这是芯片史上规模最大的一笔收购。这笔收购一旦完成,意味着英伟达可以在CPU市场和英特尔直接竞争,同时威胁英特尔重要的利润来源——数据中心市场。
英伟达的创始人黄仁勋同样是华人。在电脑硬件发烧友的圈子中,他和苏姿丰被称为“老黄”和“苏妈”。
而英特尔的近况并不顺利,研发进展不顺导致自己很难跟上祖师爷提出的“摩尔定律”,股价也不再坚挺。
这两位华人,会成为 科技 巨头英特尔的掘墓人吗?
01
硅谷最年轻的亿万富翁
1965年,英特尔未来的创始人之一,当时36岁的戈登·摩尔在准备一份报告时发现了一个惊人的规律: 每过18-24个月,集成电路芯片上的电路数目都会翻倍增长。这种现象不仅存在于储存器芯片,也同时在微处理器上出现。
如果这一定律长期生效,就意味着,每过2年,计算机的储存容量和计算能力都会翻倍增长。
这就是 的摩尔定律,它准确地预测了未来50多年里计算机性能的发展,成为计算机产业中的 定律。
那一年,2岁的黄仁勋还和家人住在台北,英特尔还没有诞生,距离苏姿丰出生还有4年。
这是一段相爱相杀的 历史 。
1968年,戈登·摩尔和罗伯特·诺伊斯、安迪·格鲁夫离开仙童半导体,创办英特尔。有媒体评价:英特尔是这个星球上最成功、最具竞争力的公司之一,它就像一台精密的机器一样,从来没有出过差错。
英特尔几乎 地遵循了摩尔定律预言的发展轨迹,像一艘航母一样劈波斩浪。而AMD则扮演了一个屡败屡战的挑战者角色。
几十年间,时而靠英特尔授权,时而靠山寨,AMD始终在芯片业界扮演着“第二供应商”的角色。直到20世纪8、90年代,英特尔取消了对AMD的技术授权,AMD走上了自主研发的道路,并且熬死了所有竞争对手,成为英特尔在CPU市场 的敌人。
20世纪的后半叶,半导体产业的飞速发展成为了美国经济最重要的引擎。黄仁勋和苏姿丰也随着家人,从中国台湾来到了大洋彼岸的美国。
黄仁勋在俄勒冈州立大学取得了电机工程学位,后来在斯坦福大学获得了硕士学位,毕业后还曾经短暂地供职于AMD。
1985年,黄仁勋加入LSI Logic,8年的时间里,他从普通员工做到了董事,先后负责技术、销售等多个部门,成为一位复合型人才。
1993年,在自己30岁生日之前,黄仁勋联合创办了英伟达,主要业务是显示芯片。 在英伟达的推动下,显示芯片从可有可无的产品蹿升为计算机的两大核心处理器。
这一年,苏姿丰还没有从麻省理工大学毕业。在这所美国名校里,苏姿丰学习了8年,获得了电机工程的学士、硕士和博士学位。
苏姿丰先后在德仪、IBM研发部门、Freescale Semiconductor工作,外界给她的评价是: 善于谈判、领导力强、人际关系丰富,并且多才多艺。
在1995年之前,显示芯片主要用于 游戏 机,因为当时的个 脑几乎不具备 游戏 功能。而当微软发布Windows95后,计算机的图形化时代到来,显卡开始站上芯片产业的“C位”。
黄仁勋敏锐的嗅觉让他做出了决断:全面支持微软的D3D API。同时,他还提出了和摩尔定律并称的显卡芯片领域“黄氏定律”,即显卡芯片每6个月性能提升一倍。
显卡曾经只是一个负责信号输出的部件,但随着计算机性能的发展,显卡芯片的重要性不断提高。
1999年,英伟达提出GPU(图形处理器)概念,并发布了一款全新架构的产品GeForce256。这款芯片被认为是 上 款消费者级别的 3D 图形 GPU。
黄仁勋的一系列决策让英伟达在显卡市场脱颖而出,他本人也成为硅谷 历史 上最年轻的亿万富翁。
2006年,当AMD已经可以在CPU市场和英特尔正面掰手腕时,这家公司却做出了一个惊人的决策——花费54亿美元的巨额资金收购显卡双雄之一,英伟达的最大竞争对手ATI,这也让AMD成为全球 一家有能力研发生产CPU和显卡的厂商。
02
AMD的救世主
从长远来看,AMD的这次收购影响深远,且具有长期价值。今天的AMD仍然是全 一家可以同时研发CPU和独立显卡的企业,在CPU性能发展日趋缓慢的时刻,显卡的运算能力仍有很大的想象空间,并且在浮点运算和人工智能领域有 的优势。
但在收购之时,AMD是CPU市场的第二,ATI则是显卡市场的第二。这笔收购的完成意味着AMD需要进行双线作战。老二收购老二,直接和两个老大竞争,这是非常危险的一次商业操作。
资金链的紧张直接影响了AMD的研发能力,在CPU市场上,AMD的性能逐渐落后于英特尔。2008年,为了保证公司的经营,AMD被迫卖掉了自己的晶圆厂,让AMD从此再也没有了晶圆生产能力,成为了一个单纯的芯片设计公司。
而在显卡市场,AMD也在和英伟达的竞争中落于下风。因为提供不了有足够竞争力的产品,AMD一度成为了“性价比”的代名词。
2014年,AMD已经风雨飘摇,市值由最高时的750亿美元跌到不足30亿美元,连续更换了4任CEO都没有挽回颓势。
雷军曾经说过,没有一家手机品牌能在销售额下跌后成功逆转,除了小米。这种大趋势放在整个 科技 领域亦然,几乎所有人都认为,AMD将会在苟延残喘几年后,消失在 历史 舞台上。
幸运的是,AMD找到了那个救世主。
2012年,AMD从飞思卡尔重金挖来苏姿丰,苏姿丰在AMD先后担任首席运营官、高级副总裁兼全球业务总经理等职务,并在2014年6月的改组中成为AMD 历史 上 女性CEO。
尽管外界认为AMD四面楚歌,但苏姿丰却有不同的看法: 虽然AMD经营状况不佳,却拥有高性能计算技术与核心知识产权,拥有定义下一代CPU和GPU的筹码。 这正是工程师出身的苏姿丰梦寐以求的大舞台。
为了扭转亏损,AMD开始为索尼和微软提供 游戏 主机的半定制芯片,这项业务利润率很低,属于英特尔和英伟达看不上的业务。AMD同时拥有CPU和独立显卡业务,很适合这样的本定制芯片,这项举措很快为AMD提供了稳定的现金流。
同时,苏姿丰着眼于解决AMD最致命的问题,因为她深知“问题就是机会所在”。苏姿丰为AMD提出了三大战略: 打造伟大的产品,加深与客户、合作伙伴的关系以及简化运营。
苏姿丰希望AMD将资源投入那些规模大而且重要的市场,这其中包括数据中心、个 脑、 游戏 等,整体市场规模预计可以高达750亿美元。
抢夺这些重要市场的举措有两个,按时推出新产品和专注于开发高性能芯片。AMD开始执行全新的产品周期,每年推出一代新的GPU,每一年半推出一代新的CPU。
苏姿丰召回了AMD的两位功勋元老,曾经参与并领导CPU架构设计的Jim Keller,以及在AMD任职12年,长期领导显卡芯片设计的华人王启尚,由他们负责AMD新一代CPU和显卡架构的研发。
AMD还成立了专门的业务发展委员会和工程设计领导团队,定期审视AMD的路线图,确保所有的投入均在正确的方向上,在正确合适的时间点向客户提供最适合的产品。
2017年2月21日,在旧金山举行的AMD Ryzen Tech Day大会上,苏姿丰微笑着发布了全新架构的Ryzen(锐龙)处理器。新架构让AMD的产品重新具备了竞争力,且性价比高于英特尔的产品。
半年后,AMD发布的财报显示,公司逐渐摆脱亏损,重新实现盈利。
03
英特尔四面楚歌
苏姿丰的步伐没有停止。
在发布全新的个 脑CPU后,AMD将新架构和新技术辐射到了其他市场,包括苏姿丰提到过的数据中心,以及商用电脑、笔记本电脑等市场。
在走上正确轨道后,AMD爆发出惊人的潜力。他们选择和台积电合作,押注7纳米制程,迅速完成了对英特尔的超越。
2019年,这是AMD的50周年生日,也是苏姿丰的50周岁生日。AMD在这一年扬眉吐气,发布了 上首块7纳米台式处理器,显卡也迈入了7纳米制程。更让AMD引以为豪的是,自己的技术整合涵盖了笔记本电脑、台式机电脑、云计算、高性能计算(HPC)和下一代 游戏 机。这成为AMD利润和股价大涨的原因。
在AMD出色表现的衬托下,英特尔疲态尽显。 因为研发不顺,英特尔在14纳米这一制程上停滞了整整5年,直到今年才推出10纳米产品,但表现依然不佳。
今年7月,英伟达的市值达到2500亿美元超越英特尔,此后一路上涨至3200多亿美元。不久前英特尔发布的第三季度财报更是给投资者 破 了一大盆冷水: 营收同比下降4.5%,环比下降7.1%;毛利率同比下降5.7%;净利润同比下降28.6%。
截至12月29日,英特尔的市值一度跌破2000亿美元大关,在对冲基金的救场下才勉强涨回。
尽管现金流充足,但英特尔似乎已经到了悬崖边。 在处理器制造领域,英特尔已经跟不上台积电和三星的节奏,个 脑和数据中心CPU则被AMD持续抢夺份额。
更糟糕的是,英特尔的传统客户,如苹果、微软和亚马逊等公司已经在开发自己的内部芯片解决方案,并交由台积电和三星代工制造。
11月末,苹果基于ARM架构推出了M1芯片,这款处理器在很多场景下的性能已经超过了16 寸 MacBook Pro 所搭载 i9-9980HK,同时功耗表现要好于英特尔的处理器。未来,苹果会不会把Macbook的全线产品换上自己的处理器?
目前为止,对英特尔威胁最大的还是AMD和英伟达。 在苏姿丰的领导下,AMD重回数据中心处理器市场,并且将它的战略地位提升到前所未有的高度,称自己的新产品为“ 最强x86处理器” “现代数据中心的新标准”。
而这一市场是英特尔的现金奶牛和增长引擎,占到了英特尔第二季度收入的52%。AMD基于7纳米制程推出的产品,性能明显 于英特尔。
黄仁勋领导的英伟达在市值超越英特尔后,仍在快速增长,目前已经超过了3200亿美元,把英特尔远远甩在身后。主要原因在前景广阔的人工智能应用中,英伟达占得了先机,英特尔则迟迟未能进入这些场景。
十年前,英伟达的首席科学家戴维·柯克说服黄仁勋做出了一系列在当时看来风险 的疯狂决策。首先是让一块只能渲染图形的独立显卡,变成一个通用计算图形处理器(GPGPU);另一方面则强烈要求英伟达现有与即将推出的所有GPU都必须支持CUDA程序。
CUDA是一种由NVIDIA推出的通用并行计算架构,该架构使GPU能够解决复杂的计算问题。它让GPU不再单独存在于个人用户的显卡中,仅为自己的“一亩三分地”工作;而是让GPU通用化,把“个人计算机”变成可以并行运算的“超级计算机”。
现在,英伟达已经在CUDA基础上开发和积累了针对不同领域的大量算法与软件,人工智能领域主流的深度学习框架基本都是基于CUDA进行GPU并行加速。
如今,英伟达收购ARM,一方面有机会进军英特尔和AMD重点争夺的数据中心处理器市场;另一方面,ARM是全球最大的芯片IP供应商,全球超过90%的手机和平板电脑处理器都采用Arm架构,如果这笔交易最终完成,英伟达将成为横跨服务器、PC、消费电子和智能手机等多个重要领域的 科技 公司。
不希望看到这笔交易完成的,恐怕不止英特尔,还有苹果、三星、高通等ARM的大客户。
对英特尔来说,它面临着成立52年以来的又一个重大危机。英特尔不是没有遇到过生死存亡的时刻,70年代末,以储存器为主业的英特尔果断砍掉储存器业务,进军处理器市场,与微软的合作打破了IBM对个 脑的垄断,成为 科技 巨头。
如今的英特尔,再次来到了命运转折的十字路口,但当年的传奇CEO安迪·格鲁夫已经远离英特尔20年。
这一次,谁能带领英特尔触底反弹?
好了,关于“英特尔市值被AMD超越,他们是如何拼抢芯片行业的龙头地位的?”的话题就讲到这里了。希望大家能够通过我的讲解对“英特尔市值被AMD超越,他们是如何拼抢芯片行业的龙头地位的?”有更全面、深入的了解,并且能够在今后的工作中更好地运用所学知识。