序篇
AMD在过去的1年中可谓是打了一个翻身仗,不仅从原先CPU界的Intel附属地位,一跃达到与Intel相抗衡的竞争对手的位置,不仅在低端、高端与Intel展开全面竞争,而且在不久的将来又将打开另一个市场——服务器市场。
第一部分:现状
高端CPU市场
高端产品曾经是AMD想都没想过的领域,但这一切随着Athlon这个型号CPU的推出而改变。AMD与99年底正式推出了第一代Athlon,与之相对照的同频率Pentium III(基于Katami核心)完全不敌其性能。如今AMD正全力主推其基于Thunderbird核心的Athlon产品。
Thunderbird―就是AMD用于整合L2 Cache的Athlon处理器的代号。强大的整数和浮点性能,整数能力源于大容量二级缓存和特色内核设计,其强劲的浮点运算能力和PentiumIII相比在3D游戏方面毫不逊色。通过在处理器内核整合L2 Cache,L2 Cache的带宽将比旧式Athlon增加三倍。Cache的潜伏期也将因此而缩短,因为L2 Cache整合于处理器内核以后,处理器获取所需数据的时间间隔将比访问外部芯片更短。但遗憾的是,Thunderbird的L2 Cache与处理器之间的总线依然是64-bit,相对于Pentium III的256-bit就较逊色,但Thunderbird的数据通道数很高,多达16路同时处理,而Coppermine则只有8路,这样就能稍微弥补一下位宽的不足。至于Thunderbird的超频,可能要比Duron稍差一些,因为其功耗比较大导致了其工作温度很高。拥有133Mhz外频(266MHz前端总线频率)的Thunderbird也已经发布,同频率下比200MHz前端总线的Athlon要快大约5%,当然价格上也有所提升。
目前市场上与它进行竞争的主要有两种CPU:Pentium III和Pentium 4。现有的Pentium III采用Coppermine核心,主频范围自500MHz到1.13GHz;Pentium 4,采用Willamette核心主频范围自1.3GHz到1.7GHz。同频率的Thunderbird与Pentium III相比,主要性能不相上下,但某些浮点运算需求比较强的情况下,雷鸟有一定优势,而1.33GHz Thunderbird的性能略低于1.7GHz Pentium 4,但稍强于1.6GHz Pentium 4。但无论如何,Thunderbird的价格远远低于同频率Pentium III和Pentium 4。
价格低是Thunderbird一大优势,受到广大高端发烧友用户的欢迎,所以它正逐渐蚕食Intel在DIY方面的市场。但在大多数情况下,Athlon系列CPU的温度都比较高,而且核心比较脆弱,使用的主板又是口碑并不好的VIA或者SiS芯片组,所以无论从安装还是使用上,对OEM厂商来说非常不便,所以OEM厂商还是大量采用Intel的CPU作为其高端系统产品。不过随着AMD品牌的逐渐深入人心,最近也有不少厂商开始推出基于Thunderbird的PC整机,销售状况如何暂不清楚。
【技术规格】
CPU接口格式:Socket 462
晶体管量:3300万个(包括L1和L2 Cache)
生产工艺:0.18
工作电压:1.65V(1GHz以下)、1.75(1GHz以上)
L1 Cache:128K
L2 Cache:256K
时钟频率:700-1333Mhz
总线速度:200Mhz、266MHz
多媒体指令集:MMX、3DNOW
主要支持平台:KT133、KM133、KL133、KT133A、KT133E、AMD760、KT266、MAGIK1、SiS730、SiS735、nForce系列芯片组等
低端CPU市场
低端市场一直是AMD全力开发的市场,但由于开发实力不足,或者是时间不足,在AMD全力推出Athlon的时候,不得不放弃了低端市场的抢攻,导致Intel利用Celeron这个品牌占领了市场,成为绝大多数用户的不二选择。如今的AMD已经推出了Duron作为它强攻低端市场的武器。
AMD的Duron处理器就是主要面对低端处理器市场的法宝,它的针对的竞争对手是Intel抢先推出的同档处理器产品-新Celeron处理器。Duron内核的几乎所有设计都与新Athlon——Thunderbird完全相同。其内核集成了全速64KB的一级数据缓存和64KB的一级指令缓存,二者构成了Duron处理器128KB庞大的一级缓存,二级缓存只有64KB,虽然少了一些,但相较Celeron只有32KB L1 Cache与128KB L2 Cache,其总容量还是有很大优势的。内核结构采用了三条各自独立的整数管线、三条各自独立的地址计算管线以及全管线化的乱序三路浮点引擎。虽然在硅芯片的电路设计和制造方面,Duron和Thunderbird确实不同,但从用户的角度来看,Duron和Thunderbird内核在功能上基本一致。由于二级缓存的减少其整数运算性能只能到达同频Athlon的85%,而浮点性能主要是受CPU的主频有关,所以没有什么降幅。其使用的是100Mhz的外频EV6总线使其等效于200Mhz FSB,比起Celeron的66Mhz外频领先了近三倍,配合当前流行的PC133 SDRAM,更能发挥出系统的最优效能。但它最令DIY们满意的是倍频可以调节,Duron在出厂时是锁定倍频的(只有在早期生产的一些没有锁倍频),但我们只要买到可调倍频的主板,破解Duron和Athlon的倍频就可以说是小菜一碟。有破解倍频的方法Duron CPU可以说是超频极品,花上三百多元钱随便找一片Duron750 超到900Mhz甚至更高,就可以享受大约相当于Pentium III800的性能,而后者价格却高达1000元,真是绝对超级优秀!Duron的主板与Athlon相同,未来可以轻易地升级到雷鸟Athlon。目前,它遇到的最大问题是芯片组,我们常见到的冲突,往往是主板和芯片组本身导致的,与CPU没有太大关系,所以选购的时候要主意。而且与新Athlon一样的情况发生在OEM厂商处,高温,内核脆弱,芯片组产品不够成熟稳定,这一系列原因导致OEM厂商至今没有推出过基于Duron的家用PC。
【技术规格】
CPU接口格式:Socket 462
晶体管量:2500万个(包括L1和L2 Cache)
生产工艺:0.18
工作电压:1.65V
L1 Cache:128K
L2 Cache:64K
时钟频率:600-850Mhz
总线速度:200Mhz
多媒体指令集:MMX、3DNOW!
主要支持平台:KT133、KM133、KL133、KT133A、KT133E、AMD760、KT266、MAGIK1、SiS730、SiS735、nForce系列芯片组等
服务器市场
AMD在先期的服务器市场可谓一败涂地,虽然很早以前Athlon就推出了服务器版本,采用Slot B接口,L2 Cache从512KB到8MB,全部同速运行。但由于服务器系统要求的是稳定和高速,而AMD偏偏自己没有一款比较合适的、高效率的芯片组,而且AMD芯片本身的高热量,也让很多公司、厂商并不放心——虽然有些杞人忧天。
在大多数情况下,AMD的服务器市场的开发、拓展都比较不利,唯一有所例外的是Alpha系统方面,由于AMD是从Alpha系统中借鉴的设计技术,所以有部分AMD芯片成为了Alpha服务器系统的替代产品。但从大体上说,目前高端工作站和低端服务器市场仍然由Intel系列产品所独霸。
移动处理市场
如果说,要指望AMD进入移动处理市场是个不可实现的梦想的话恐怕会受到很多人的赞同,但事实却说明了一切,AMD不仅对外公布了它下一代的代号为Palamino的桌面处理器,而且先一步发布了以Palamino为核心的Athlon 4处理器专门用来攻占移动处理市场。这一举措恐怕是另广大Intel迷们大吃一惊了。
移动处理市场的Athlon4由于采用的是Palamino核心,也就是Thunderbird桌面处理器的下一代,继承其优秀的处理运算能力,显然工作性能非常优异是勿庸置疑的。但是,移动版处理器的关键并不在于处理器的运算速度,而在于处理器的功耗和发热量,倘若以Athlon Thunderbird 1G这样高达50W功耗的情况计算,电池耗尽速度将会是史无前例的,而且可能在电池还未用完之前,笔记本的塑料已经开始软化烤焦——毕竟笔记本的散热系统可没有桌面电脑强。而AMD显然也已经注意到了这个问题,Athlon 4比Athlon Thunderbird要多50万个晶体管,虽然多了这50万个晶体管,但整体功耗却要比原先小20%,甚至更多,其关键原因有两个,一个是由于它采用了0.13um技术,使CPU工作频率可以降低到1.4v以下,另一个原因则是它用增加的50万个晶体管设计了PowerNow!技术,使得处理器的工作频率得以不断浮动,工作电压也随之改变,从而让电脑达到省电、降温的目的。AMD自己宣称PowerNow技术比Intel移动版处理器的SpeedStep技术更为的先进与科学。因为SpeedStep只可调整全速与降低运行频率两种状态,而PowerNow则可以根据执行软件来判断所需调整的核心电压与CPU运行频率,可搭配的核心与频率组合高达32组,最高速为以1.4V电压全速运行CPU频率,最低速则使用1.2V电压运行频率在500Mhz下的CPU。这样以来,1GHz的Athlon 4如果进行常规处理的话,平均功耗基本上可以保证在22到24W之间。当然,如果你试图用它进行长时间的3D效果处理,那么功耗就会大很多了。Athlon处理器本来还会由于高温而烧毁,但Intel的Pentium III就很少有类似情况发生,关键原因是在Intel的CPU中普遍都采用一个称之为热敏二极管的IC元件,热敏二极管的作用对内部温度检测,以防止CPU因为瞬间温度过高而烧毁核心。现在的Athlon 4虽然采用了0.13um工艺,但全速运行温度仍然不可忽视,所以AMD也在Athlon 4中植入了类似的IC元件,保障CPU的正常运行。这两个技术使得Athlon 4得以在移动处理市场中站稳脚跟,目前Compaq公司已经生产了采用Athlon 4为核心处理器的笔记本电脑。Athlon 4的22W到24W平均功率相对低功耗的移动PIII来说还是太高,不仅对温度上偏高,而且相当耗电,增加成本,所以,我们目前估计该类笔记本将被定位于Power Mobile PC档次,适用于工程师,超便携式和主流笔记本电脑似乎还不是Athlon 4安家的地方。
【技术规格】
CPU接口格式:Socket 462
晶体管量:3350万个(包括L1和L2 Cache)
生产工艺:0.13um
工作电压:>1.4V
L1 Cache:128K
L2 Cache:256K
时钟频率:850-1000Mhz
总线速度:266Mhz
多媒体指令集:MMX、3DNOW!、SSE
主要支持平台:KT133、KM133、KL133、KT133A、KT133E、AMD760、KT266、MAGIK1、SiS730、SiS735、nForce系列芯片组等
开发策略
AMD的开发技术是采自Alpha服务器系统的。服务器系统往往要求高浮点性能和高稳定性,所以单从CPU性能上说,AMD的开发策略已经由以前的低端市场类转向了高端市场类。但服务器CPU与普通家用PC产品也有不少区别,最是它的晶体管数量,众所周知,服务器系统一向是放置在有空调的房间中,而且散热通风条件非常良好,设计产品时对晶体管的利用效率和芯片的整体发热量一向不加注意,这就导致了AMD的产品由以前的低温类K6,一跃成为了目前发热量最大的PC CPU设计开发厂商。从以上我们可以看出,未来的AMD必将遵循这个开发规律,在发热量尚可控制的前提下,利用更高的性能来与Intel的产品进行对抗。
在市场开发方面,AMD采用了极力降低价格,与Intel进行价格战的方式进行对抗。其实AMD的主要收入来源并不是CPU开发,所以AMD将CPU的价格降低到一个令Intel非常难受的境界,对Intel来说是一种明显的挑战。长久以来Intel奉行的是高开发费用高利润的成长方式,虽然它的产品价格昂贵,但性能却也非常出众,但现在却正好相反,性能落后而价格高昂。如果AMD能继续这样的市场竞争模式,即使不能完全击败Intel,也能迫使它将利润降低到一个合理的水准。
第二部分:未来
CPU——机遇很大,面临转折
CPU方面,在ClawHammer正式发布之前AMD将与Intel处于胶着竞争状态中,而且正处于有可能在家用PC CPU市场击败后者的历史性转折点上。
基于Palamino的新Athlon 1.5GHz将在不久之后推出并正式投入市场,由于是基于0.13um工艺,所以频率将有可能得到进一步的提升,但其一贯的高温“传统”将延续下去——主要是由于频率提升和晶体管数量增加的关系,而应用于笔记本Athlon 4处理器上的PowerNow!技术在桌面电脑上无用武之地,因此,虽然AMD方面宣称0.13um技术和低电压(1.4V)将可以在同频率下降低20%的功耗,但从绝对功率和发热量上说还是非常大的。不过,值得庆幸的是,AMD的Palamino再次在性能方面得到了肯定,虽然目前还只是移动版1GHz,但采用DDR系统后,其处理能力曾另很多评测室感到惊讶。AMD的产品推出速度可以让Intel甘拜下风。
Intel方面的基于Northwood的Pentium 4则需要再等待一段时间。这样,Intel在今年下半年将推出基于Willamette的Pentium 4 2GHz,0.18um,再推出基于Socket 478接口的Pentium 4,而且包括Willamette核心和Northwood核心两种,仍然采用0.18um,正式大规模使用0.13um工艺生产CPU将要到2002年年初,全面转向Northwood核心。当然,在生产工艺这个环节上AMD也不占太大的优势,0.13um工艺CPU大批量投入市场也要等大约半年左右。
基于FC-PGA2的Corppermine-T和Tualatin核心的新Celeron也将在今年下半年出现,全面在中低端市场抗衡AMD的Duron和Athlon低频版本,Intel的目的应该是利用Coppermine-T来填补目前Pentium III到Pentium4之间频率空缺的市场地位,而用Tualatin核心的Celeron正式加入争夺低端市场。这两款产品将肯定是现有处理器的加强版,Coppermine-T的频率是以1.13GHz起跳,Tualatin核心Celeron还不明确。这两者将对Athlon和Duron市场带来一定威胁,但如果能比较好得控制价格差距控制,则AMD在中低端市场仍有相当巨大的性价比优势。
Pentium 4目前已经降低价格到1.7GHz为352美圆,其性能略高于价格为350美圆的Athlon1.33GHz,但是目前国际市场上大多数情况下PC-2100 DDR内存与PC-800 RDRAM内存价格差不少,PC-2100内存狂跌到只有PC-800 RDRAM的一般价格,甚至更低,而且Pentium 4的主板价格比较昂贵,单价一般超过200美圆,而Athlon主板随处可得,所以Athlon系统有着非常强大的竞争力和优势。
从长远来看,AMD的CPU廉价有利有弊,有利的是消费者现阶段消费,有弊的是未来发展潜力,AMD的赢利效率无法超越Intel,这导致其在CPU研发方面有可能顾此失彼,例如本来专注于低端市场,未来可能将专注于中高端市场,因为其资源有限,不可能两线同时作战。反正这还有待未来观察。
K8——面向服务器的试验品
回转话题,我们再看看它的ClawHammer大锤计划,这个计划是64位处理器计划,其性能未知,我们暂不可能猜测,但就其设计计划来说,是想利用Intel遗留下的空隙而获得生存空间。64位处理器刚推出的时候肯定不是我们普通用户的选择对象,不仅设计不成熟,而且肯定造价昂贵,类似过去Pentium Pro的可能性不是没有,毕竟x86-64是从x86指令集上扩展出来的,而x86指令集本来只是16位的,再扩展一次的设计难度、复杂度都将非常巨大,又没有现成经验,无法保证性能,所以第一批的版本估计将成为试验品,各位不必对它抱有太大期望值。更何况,就算能大量生产投入市场,其性能会如何呢?想当初专门为32位程序设计的PentiumPro推出时,其16位程序运算能力甚至比不过Pentium,K8(ClawHammer)完全有可能落入这个情况而导致其32位、16位程序执行能力不佳,至于如今需要的64位程序,我们连操作系统都不能保证得到(微软至今只有Intelitanium的64位Windows 2000版,谈何得到真正可以运行的64位程序?所以ClawHammer只是水中月亮,跟itanium一样,都是CPU公司在服务器市场的试验产品。正如我前面所断言的那样,AMD不可能两线作战,虽然Intel的itanium还没正式发布,但其IA-64处理器的下一代到已经提上日程了,同时Pentium 4的服务器版本Foster也准备发售,另外,AMD方面K8所使用的芯片组至今没有任何头绪,而Intel方面的i870计划早以实施,要知道再好的CPU也需要由主板来发挥作用,K8所使用的芯片组如果不能达到类似Intel的性能水准,前景就比较堪忧。看来廉价低端服务器、高档工作站将暂时还只有Intel能涉足,AMD要插一脚相当困难。
芯片组——阻力重重,难以为继
换个话题,我们来看看AMD的芯片组。其实,AMD的芯片组性能还是不错的,但是其设计总是比较保守,比如AMD 760芯片组,北桥AMD 761由于AGP 4X推出已经有一段时间了,所以支持,而DDR内存支持则是早有计划,但南桥AMD 766由于设计计划比较早,所以只支持Ultra ATA 66,并不支持Ultra ATA 100,并且也不集成AC’97软声卡。
未来AMD将推出的芯片组包括AMD 770/780,另外还有AMD 760MP,前两者消息还不明确,应该也是支持DDR内存的产品,但就是支持Socket 462的CPU还是为未来K8计划的芯片组也未可知。AMD 760MP则是专门为AMD CPU量身订做的SMP服务器芯片组,由于AMD 760系列芯片组的北桥性能优越,而且又掌握有核心的CPU技术,所以AMD打算隆重推出其AMD 760MP芯片组,以便为其打入低端服务器和高端工作站市场服务。AMD760MP样品已经在CeBit展会上亮相过了,支持DDR内存,但没有说明南桥支持的项目,据称其性能非常出色,足可以一举击败Intel系列产品。
我们总说VIA设计的芯片组性能不怎么样,事实也是如此,以前AMD 750的失败关键在于稳定性和价格,其性能实际上是不比VIA KX133差多少,在Intel界面的主板战斗中,VIA每次都只能拾Intel主板留下的残余市场,被人称为拾牙惠专家。但是在AMD界面的主板市场中就是山中无老虎,猴子称大王了,AMD没有余力去开发主板芯片组,所以其市场几乎被VIA独占,即使AMD760的推出也无法改变这个现状。目前大多数DDR的AMD CPU主板都采用了AMD 761(北桥)搭配VIA VT82C686B的组合方式,原因实际上并非是AMD 760在与VIA KT266的对决中大幅度超越对手,而是KT266没有正式推出,事实上,不管性能如何其实不是关键,只要能过得去,关键还是在成本价格,AMD的芯片组价格还是比较昂贵的,而且布线难度比较大,制板成本也就高,为了降低成本,廉价的KT266必将代替更新缓慢的AMD760成为未来DDR类AMDCPU主板的主流产品,就好比当初BX与VIA Apollo Pro 133/133A对决时一样,关键在价格。所以,指望AMD芯片组是不切实际的,即使从市场角度说,AMD也并不想与VIA起冲突,毕竟它目前实力不足,还不能同时与Intel和VIA两家竞争。
后记
Intel如今在市场上的号召力已经大不如从前了,想当初Pentium II发布时的风光无限,如今却是AMD成了业界的明星,无论是CPU,还是芯片组的发布,Intel都如同奔命般来往应付。
AMD并非万能,Intel奉行的高利润政策使它能迅速发展壮大,同时也使它有足够的能力应付外来的对抗。所谓东边不亮西边亮,Intel实力强大,在桌面、服务器、移动处理,乃至芯片组市场等全线作战,还绰绰有余,而AMD却只能尽全力于桌面CPU市场与其周旋。AMD也看到了这些问题,如今,将要凭借其强大性能和优秀的电源管理技术来打入移动处理市场,这正是AMD扩大CPU产品经营范围的大好时机,倘若能控制好发热和价格因素,那么依靠它强劲的性能,获得用户的承认也是指日可待。
笔者很欣赏AMD开发的芯片产品,无论是其性能还是低价都是市场和消费者(包括我)所欢迎的,但对其企业策略并不太理解,CPU是一种高开发费用的产业,根据摩尔定律,一年半就要提升一倍的性能,若依照AMD这般低利润销售,未来的开发靠什么支撑呢?同样,若以此拖低Intel的开发速度,那么最终是两败俱伤。价格战,要适可而止,最近听闻全国彩电业出现了全行业性亏损,不禁为此深深忧虑,在CPU开发界,若发生这类情况,那么最终导致的是家用PC CPU开发的停滞不前。当然,或许是笔者的杞人忧天,但也未尝不可想象。
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