全美达,低功耗之王!

互联网 | 编辑: 2004-12-01 00:00:00

AMD采取全面追赶的策略向Intel靠拢,虽然整体上逐渐缩小了与Intel的差距,但很难赢得局部优势。相较之下,一直扮演黑马角色的全美达公司就更为明智,它专注自身在低功耗设计方面的优势,并在此前提下努力提升性能,于近期发布的Efficeon 2处理器便是这样的产品。

AMD采取全面追赶的策略向Intel靠拢

AMD采取全面追赶的策略向Intel靠拢,虽然整体上逐渐缩小了与Intel的差距,但很难赢得局部优势。相较之下,一直扮演黑马角色的全美达公司就更为明智,它专注自身在低功耗设计方面的优势,并在此前提下努力提升性能,于近期发布的Efficeon 2处理器便是这样的产品。

在去年8月份,我们曾向大家介绍过全美达的第一代Efficeon处理器,Efficeon 2便是在它基础上进行改进设计,大幅度提升频率,同时降低了功耗。与全美达其他产品一样,Efficeon 2也是采用软硬结合的设计思想—处理器由VLIW超长指令字核心与代码行软件共同构成,其中VLIW核心为256bit,由8个32bit微通道组成,每个周期可同步执行8条x86指令。另外,VLIW核心的运算单元数目从Crusoe时代的5个大幅提升到11个,这些改进措施让Efficeon系列的指令性能比Crusoe几乎提升了一倍。缓存方面,Efficeon 2也延续了Efficeon 192KB一级缓存和1MB二级缓存的设计,其中一级缓存由128KB指令缓存和64KB数据缓存构成—指令缓存容量之所以是数据缓存的两倍,原因在于软件指令解码部分需要调用较多的缓存。另外,Efficeon 2同样整合了芯片组北桥的功能,支持AGP 4X和单通道DDR400,并采用8位、400MHz的HyperTransport规格总线与南桥连接,这些基本的技术规格与上一代Efficeon没有什么不同。


图6:全美达Effceon 2 处理器(左)与第一代Efficeon对比(右)

Efficeon 2相对于Efficeon的改进主要有两个:其一是改用更先进的90纳米制造技术,工作频率大幅提高,而功耗却明显下降;其二是引入LongRun 2节能技术,解决了晶体管漏电流的大问题,进一步降低了平均功耗水准。我们知道,第一代Efficeon的最高频率可以达到1.3GHz,事实上全美达只推出900MHz到1.1GHz版本的Efficeon,虽然效能比前代Crusoe提高了许多,但仍然无法与同时代的Pentium M较量,为此Efficeon发布之后虽然引起业界瞩目但应用并不积极,大家都将目光对准今年中期推出的Efficeon 2身上。由于采用90纳米制造工艺的关系,Efficeon 2的最高工作频率急剧提升到2GHz,相应的性能提升让全美达的拥戴者感到振奋—据悉,Efficeon 2一共有1.0GHz、1.4GHz、1.6GHz、1.8GHz和2.0GHz等五个版本,最高功耗分别只有3W、5W、7W、12W和25W,2.0GHz高频版本因工作电压较高的关系,功耗比1.8GHz版本整整高了一倍多,但也不过才与Banias核心的Pentium M相当而已。

LongRun 2节能技术是Efficeon 2处理器最重要的特性之一。众所周知,LongRun的动态节能机制为业界首创,该技术分为控制软件和CPU内部控制电路两部分组成—控制电路可侦测到CPU的运行负载,控制软件据反馈信息来调整CPU的电压/频率组合。其中,频率调节可以33MHz为单位,电压的步进幅度则为25mV,一秒钟时间内LongRun可对频率/电压状态作200次调节,几乎就是一种动态的节能方式。客观地说,LongRun在技术上优于Intel的SpeedStep体系和AMD的PowerNow!体系。而当Efficeon发布之时,全美达引入了增强型LongRun,它其实是在LongRun基础上增加了一些节能特性,本质上并未改变—真正意义的革新是Efficeon 2引入的LongRun 2技术,在保留原有动态节能技术的基础上,LongRun 2增加了对漏电流的管理。众所周知,晶体管内部电子自发运动会产生逆电流,为了使之正常工作外界必须提供更大的电流来中和逆电流。CPU芯片内有数千万个晶体管,总合起来漏电流便颇为可观,导致CPU功耗不必要的增加。为解决这个问题,Intel、IBM等IC制造企业不惜花费巨资研究新技术,但都未能解决。令人意想不到的是,全美达的LongRun 2居然巧妙消除了这个问题:LongRun 2包含一些特殊的硬件逻辑,控制软件可借助这些逻辑来动态调整晶体管的阀值电压,进而有效减少了漏电流,功耗浪费也大大降低。据悉,LongRun 2可将功耗浪费狂减至原来的1/70,数据也证实了这一点—若关闭LongRun 2功能,Efficeon 2处理器在无操作状态下的功耗为144毫瓦,启用LongRun 2之后,功耗急剧降到只有2毫瓦,几乎可以忽略不计。显然,在LongRun 2的辅助下,Efficeon 2处理器的平均功耗可降低到更低的水平,换句话说,该平台在电池时间指标上理应有较出色的表现。


图7:体积袖珍的Efficeon主板,整合了CPU、南桥(ALi 1563S)和显示芯片,背面还有系统内存,构成一个完整的PC平台。
图中CPU为Efficeon一代,Efficeon2可无缝兼容。

全美达以往产品未能普及的主要问题并非功耗指标,而是其落后的性能—Efficeon 2彻底扭转了这一点:在过去介绍第一代Efficeon之时,我们就详细讨论过Efficeon的性能等级:1.1GHz产品与Banias Pentium M 900MHz的产品整体相当,后者频率比前者低18%。Efficeon 2与Efficeon保持相同的架构,指令效能显然与之相当,不难推论:2GHz的Efficeon 2处理器与1.6GHz Banias Pentium M的性能相当,而这个数字已经是现在中高端笔记本电脑的水平了。照此类推,1.8GHz Efficeon 2相当于1.4GHz Banias Pentium M,1.6GHz Efficeon 2相当于1.3GHz Banias Pentium M,而Efficeon 2处理器在功耗方面的优势一目了然—尽管Intel目前已转向Dothan处理器,但Banias的性能并不落伍,满足主流需要绰绰有余,从这个角度来说,Efficeon 2不仅可固守超轻薄市场,甚至有机会进入主流机型中与两代迅驰一较高下。

除了低功耗、高性能外,Efficeon 2处理器还有小体积和低成本的优点。Efficeon 2分为TM8800、TM8820和TM8500三个型号,前两者规格相同,都拥有1MB二级缓存,只是TM8800为29毫米×29毫米的标准封装,而TM8820的封装面积只有21×21毫米。至于TM8500则是标准封装的廉价型号,二级缓存只有512KB。而不管是标准封装还是小尺寸封装,Efficeon 2平台在空间占用上都有很明显的优势,无论处理器还是配套的芯片组(nVIDIA nForce3 Go120、ALi M1562/1563S等),Efficeon 2平台都远小于迅驰平台,这使它非常容易被装载于超轻薄机型、迷你笔记本甚至掌上电脑中,而迅驰平台在这些领域都不占有优势。综合多种因素考虑,我们认为Efficeon 2平台在上述领域具有非常强的竞争力,能否取得好成绩取决于全美达的市场推广状况。

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