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低价处理器现状在Intel的产品规划中,低端处理器不仅同频率下要比高端产品弱小,而且其主频不得超过高端处理器在生产的最低频率。由于目前Intel的主流高端处理器已经转为Pentium 4,在生产的最低频率亦高达1.4GHz,于是Intel就放手推出了最高主频的Celeron 1.3GHz。虽然Duron也不甘示弱,很快攀升到了同一频率,但相对来说,我们更关心的显然是Celeron,因为,从1GHz开始,Celeron就开始使用了原本为Pentium III准备的新核心的--Tualatin作为全新的低端处理器核心。
低价处理器现状
自从Intel开始将自己的处理器研发销售转为分档次的模式后,PC上的处理器就再也不是仅仅以频率高低来区分性能差别了。Intel从Pentium II开始,将市场细分为低端和高端,其中低端以Celeron为处理器品牌,而高端则以Pentium系列为金字招牌。同样的,AMD也从Athlon开始,将它的处理器分为高档和低档,低档以Duron对抗Intel的Celeron,而高档则用Athlon系列对抗Intel的Pentium系列。这两家人家真可谓针锋相对。
在AMD的Duron发布以前,Intel Celeron系列一直是低端处理器市场性价比最高的产品,不仅稳定性好,兼容性优秀,而且超频能力强悍。但是,当AMD发布了Duron以后,AMD的低端处理器终于大舒一口气,Duron在同频率下占尽Celeron的上风,而且主频和外频也均一直领先于Intel,价格更是AMD的最大优势,于是,不知不觉中,Celeron失去了低端处理器的头把交椅位置,越来越多的人选择Duron而放弃Celeron。
Intel采取的战略战术一向是"以我为主"的,它的低端处理器和高端处理器安排非常紧密,由于Pentium III长期受到主频提升的压力,Celeron也不能大幅度提升主频,但是随着Intel将高端转移到Pentium 4之后,Celeron终于可以一展身手了,最高主频迅速由原先的1GHz攀升到了1.3GHz,而且还采用了更新的核心,更高的外频,更大的缓存和更低的价格来对抗AMD低端市场的冲击。
在这里,我们首先要介绍的是何谓低端处理器。Intel和 AMD都非常重视低端处理器市场份额和相关的品牌特征,所以它们提供的处理器并非淘汰的产品,而是采用了同期高端产品的"简化版本"。例如,我们看到,长期以来,Celeron就是由Pentium II或者Pentium III简化而来的,而Duron则是基于Athlon而来的。它们大致都有如下的特点:
减少了二级缓存:Celeron和Duron的二级缓存都比同期高档产品要少,由于二级缓存关系到处理器在商业系统应用方面的性能,因此巧妙的限制了低价处理器,让它不与自己高档处理器进行跨档次竞争,而减少二级缓存也有利于大幅度降低成本。例如,Duron 900MHz和Athlon 900MHz除了二级缓存之外,别的方面几乎都是一样的,但是性能前者的确不如后者。
保持比主流高档产品低的主频:这一点主要由Intel监守,而AMD则刚刚开始实施。例如,我们现在可以从市场上买到Celeron 1.2或者1.3GHz产品,但是如果想在市场找到一块最老的Pentium 4 1.3GHz处理器,恐怕只有厂商存货才有可能,因为Intel现在已经停产了这种处理器,同样的,目前AMD主流的Athlon XP最低为1500+,使用1.33GHz主频,而目前最高的Duron主频为1.3GHz。Intel目前的主流处理器的最高主频同低价处理器的最高主频差距在900MHz,而AMD的主流处理器的最高主频同低价处理器的最高主频差距也在400MHz。虽然,低价处理器性能也不错,不过如果你想要更高的性能还是必须购买处理器厂商的主流产品。
使用较低频率的总线:无论是Celeron还是Duron它们的总线频率都比主流处理器低。Celeron是今年才完成了从 66MHz到 100MHz的跳跃--这个时候Pentium III处理器普遍开始采用133MHz外频,Pentium 4处理器外频更是因为采用了QDR而达到了400MHz,Duron在这个方面做的好一些,它目前外频是 200MHz,而最新的Athlon一般都采用了 266MHz外频。同样,较低的处理器外频,也使得在同频的前提下,低价处理器比主流处理器的性能差一些。
使用更便宜的内存类型:目前,一般的低价计算机系统不会采用DDR内存或者是RDRAM内存。因为这场游戏竞争的是谁比谁便宜,性能只是其次,所以一般都采用 SDRAM内存。这样的系统,比起使用具有更高带宽的DDR和RDRAM内存的系统,当然性能上又要再次打个折扣了。
从以上我们列出的一些低价处理器与主流处理器之间的区别来看,低价处理器系统在性能上处于劣势的原因已经非常明了了,即使是同主频的情况下,例如900MHz的Duron和Athlon,或者同样是1GHz的Celeron和Pentium III,主流处理器的性能都大大领先于低价产品。但是,最近发布的一些新的低价处理器Duron和Celeron多多少少改变了这样的情况,它们就是分别基于Morgan核心和Tualatin核心的新Duron和新Celeron。
最新的Duron处理器是基于Athlon XP处理器开发的,它的核心内核被称为Morgan。Morgan Duron具有相当多的改进,比如抢先式预读取数据到二级缓存、支持SSE多媒体指令集,使得Morgan与同频Athlon之间的性能差距进一步的减小了。在我们进行的测试中,1GHz Duron和 1GHz Athlon之间的性能是并驾齐驱的。
而本文的主角新Celeron则是基于全新的Pentium III-S处理器开发的,它的核心内核被称为Tualatin-256,下面我们就来看看这款全新的Tualatin Celeron到底有什么样的特性。
认识新核心的Celeron认识新核心的Celeron
三种外形,两种内核,究竟谁是谁?
要说Celeron,先得从外形看起。如果说有人不认识Celeron的外壳,恐怕只会被人讥笑。但是,下面4张图片都是Celeron,至少3种外形,两种内核,到底有多少人能分辨出谁是谁呢?
我们这里看到的有第二代和第三代Celeron两种,其中前三幅都是第二代Celeron的外观,而最后一张则是第三代Celeron,也就是Tualatin Celeron。第一张图片是第二代Celeron刚刚发布时的外形,使用FC-PGA封装,与Pentium III Coppermine几乎相同,而实际上也就是Coppermine的简化版。这个版本的Celeron主频偏低,一般不会超过800MHz,电压在1.5到1.65V之间。第二张图则出自比较高频的Celeron处理器,一般在800MHz到1.1GHz之间。该外观模式比以前颜色偏淡,而且标签位于上下两侧,使用仍然是Coppermine-128核心和FC-PGA封装,但电压提高到了1.7或者1.75V,主要是由于频率的提升导致CPU电压不得不随之升高第三和第四张图中的CPU都使用了FP-PGA2封装模式,但是它们两个是完全不同的,前一张是Coppermine-128内核,而后一张则是Tualatin-256内核。
照理来说,大多数人都知道Celeron II和Celeron III之间最容易判断的就是外观区别,但这两个CPU外观几乎一模一样,如何辨别它们呢?其实,我们只要了解Coppermine和Tualatin核心之间的规格区别,然后简单比较一下它们的标签说明就能一目了然。首先,Tualatin-256核心的Celeron处理器根据Intel白皮书说明,最低频率为1000MHz,最高频率目前为1.3GHz,左图中标签上说明的950/128/100/1.75V表明它是一款950MHz的Celeron,因此肯定不是Tualatin-256核心的产品。
那为什么右侧图中就一定是呢?不同核心的Celeron处理器,如果遇到同频率的情况下,Intel会有一种极简单的分别方式:那就是在同频率的新核心Celeron型号后加一个A。例如我们以前碰到过的Celeron 300A,Celeron 533A,通过这个A就可以分辨出它们与老式产品之间的型号差别。同样的,第二代Celeron使用Coppermin-128核心最高频率达到1.1GHz,低于该频率的Celeron,如果使用Tualatin核心则应该以频率后跟A结尾。如图,左边图中处理器的频率标号为950,没有A,而右边则是1000A,可以说明左侧的肯定不是新核心处理器,而右侧的Celeron则是使用新核心的产品。
其次,Coppermine-128使用的是Pentium III Coppermine核心的简化版本,只有128KB二级缓存,而Tualatin-256则是Pentium III-S核心的简化版本,Pentium III-S拥有512KB L2 Cache,而Tualatin-256则有256KB二级缓存。其实Coppermine-128后缀上的128和Tualatin-256上的后缀256就是由L2 Cache的大小所决定的。我们可以看到左侧图中的产品标签上标识为128KB的二级缓存,而右侧则是256KB的二级缓存。
最后,Coppermine-128核心的参考电压Vtt为1.5V,参考电压是数字电路中用于判断信号为0或者1的参照值,高于该电压则判断为1(或者0),低于它则判断为0(或者1),因此,核心电压Vcc不可能低于1.5V,否则输入电压值就低于1.5V了,如何能正常工作?事实上,第二代Celeron核心电压是在1.5V到1.75V之间,依照频率的提高而提高电压。Tualatin Celeron则不同,它使用的参考电压为1.25V,而额定的核心电压则在1.3V到1.475V之间。图中很显然的,左侧CPU使用的是1.75V电压,远高于Tualatin核心可承受的范围,而右侧图片则使用1.475V电压,根本无法让Coppermine核心启动运行。
事实上,在Intel的官方网站上就已经声明,部分128KB二级缓存,使用Coppermine核心的Celeron将使用全新的FC-PGA2封装加以销售,以便统一封装工艺,加强高频Celeron散热和稳定性。由此可见,今后采用FC-PGA2封装的Celeron将会越来越多,要分辨是否Tualatin-256核心的新Celeron还真得花点功夫。
除了外观以外,我们再来看看Tualatin内核究竟给Celeron带来了什么方面的提升。
提高CPU主频:1.13GHz对于Intel来说是一个难忘的数字,一年前Intel老大的旗舰CPU PentiumIII (Coppermine)就是在这里触礁的。造成1.13GHz难以逾越的原因是PentiumIII处理器的架构,0.18微米制程技术下的Coppermine核心难以在1.13GHz的频率下稳定工作,据称其主要原因就是由于管线数量太短,导致每个线程承担的工作量太大,而0.18um工艺下的结构无法承受这样的压力而导致频频死机重启。使用Tualatin核心之后,Celeron已经全面转向0.13um工艺,虽然核心未变,但足以让处理器提升其主频,另一方面,Pentium
4最低频率目前为1.4GHz,为了弥补现有1.1到1.4GHz之间的频率空隙,Intel也需要提高CPU主频,因此高达1.3GHz的Tualatin
Celeron也就应运而生了,应该说,1.3GHz远不是Tualatin的极限,最近有人将1.2GHz的Celeron超至1.8GHz,性能远远超过目前最高频率的Pentium
4和Athlon XP。
降低温度提高稳定性:0.13um制程工艺可以大幅度降低功耗,稳定性的提高轻而易举,资料表明,1.2GHz的Tualatin会产生27W的热量,低于0.18微米1 GHz Pentium III所产生的33W热量。而目前大多数0.18微米的高频率处理器(如Athlon,甚至Athlon XP)会产生50W以上的热量,如此看来Tualatin核心新赛扬确实可算是高频处理器中"节能王"了。此外,为了帮助0.13微米核心散热,Intel在新赛扬处理器上采用新的封装工艺FC-PGA2,区别于先前Socket 370系列CPU使用的FC-PGA封装。FC-PGA2在处理器核心上方安装一块长宽为33mm,厚度为2.69mm的方形金属盖,这块金属盖除了能保护脆弱的处理器核心外,还与处理器核心的嵌入式散热片紧密接触,可以迅速将热量快速排除,确保处理器核心内部的温度不致太高。
大幅度提升整体性能:长期以来,AMD的Duron处理器在与Intel Celeron进行同频率较量的情况下经常会获得20%的性能优势,不仅消费者对Celeron表示失望,看来连Intel也对这样的情况表示了不满。新Tualatin-256核心使用256KB L2 Cache,大幅度提升Celeron的商业性能,相对Duron的64KB L2 Cache优势明显,而且新Celeron的L2 Cache使用了与Pentium III一样的8路通道,而不是原来的4路,如果直观理解的话,新Celeron几乎等同于100MHz的Pentium III,Pentium III对抗Duron,性能上的优势还是相当明显的。不过这还不算完,,新赛扬的还有一个DPL(数据预取)技术,Pentium4处理器也采用了类似的技术(Hard Prefetch),利用空闲的系统总线带宽将数据预读进处理器的二级缓存。当DPL预测正确时,处理器就能从二级缓存里而不是从主内存中得到数据。当DPL预测错误时,系统也没有任何影响。
新Celeron和相关主板超频与性能新Celeron和相关主板超频与性能
笔者这次从市场上买来一款Tualatin Celeron 1GHz处理器。
它的标号为1000A/256/100/1.475,产自马来西亚,不过比较让我惊奇的是它居然为2001年生产的。编号为Celeron SL5ZF。这块产品售价620元,出自一普通JS手中,并非特意选取,属于随意抽样,这里我们将进行一次超频性能测试,以了解Tualatin Celeron的超频性能和它超频后各种性能提升的幅度,并同时希望能对目前市场上一些典型主板的超频性能给予一个简单概括。
为了保证这次超频测试具有普遍性,我们使用了一些典型的设备配置,并总共使用四款主板测试它们的超频特性,分别是:
1. 华硕 TUSL2-C
2. 升技 ST6-R
3. 硕泰克 SL-65EP2
4. 微星 815EPT Pro-NL
5. 捷波 618TAS
这四款主板全部使用i815EP B-Stepping芯片组,而且各有特点。其他配件如下:
我们超频测试的模式很简单,每款主板在安装上处理器后先以正常默认频率启动一次,经过Super PI的104位计算3次通过后即算稳定。随后以每5MHz的外频间隔,从默认频率起开始超频,每次提升外频后就进入Windows,并运行Super PI以进行稳定性测试,若测试稳定则继续提升频率,若不稳定则以该频率起,以1MHz为单位降低外频,直到稳定为止。随后在该频率上使用SiSoft Sandra Professional 2002和CPUMark 99进行更详细的性能测试,一方面确认超频后的性能提升,一方面也能更好地确定处理器的稳定程度,倘若在这一步上出现非法操作、死机频频,则继续以1MHz幅度降低运行频率。这样就能将超频极限精确到个位数,而且类似的超频方式对广大读者也有借鉴作用。
华硕的产品一向经典,它的用料从来不是出类拔萃的,例如这次的TUSL2-C,在做工上可以算是相当普通的了,甚至让人感到有些吝啬,尤其是将它与CUSL2-C(i815EP芯片组)相比之后就会发现,它在电源滤波处节省了不少电容元件,不过这一切都没有关系,"不管黑猫白猫,能抓老鼠的就是好?quot;,华硕的主板就是硬生生被公认为"好猫",可见它在主板界的领袖地位。用这款主板测试主要目的是测出该处理器的可超极限频率,为后面的测试作对照铺垫。在实际测试中,我们可以看到,华硕的TUSL2-C的确获得了最高的稳定外频,而且由于达到133MHz外频,得以让PCI和IDE处于标准的33MHz频率下运行,有利于提高系统整体的稳定性。
升技的ST6-R和华硕的设计理念不同,它的主板一向以中高端的用料,大PCB板为特色,还附加大量的特殊功能,例如Softmenu技术,最早提供软超频支持,此外往往还带有Raid功能。这次升技提供的ST6-R就有相当完整的Raid支持。由于升技的主板一直在超频爱好者心目中占有非常高的地位,其超频能力也不容置疑,测试该主板的目的是为了验证最高CPU超频极限。实际测试中,ST6-R超频稳定性颇佳,最高稳定频率仅次于华硕了TUSL2-C,甚至在135MHz下还能稳定运行Super PI和CPUMark 99,但是运行SiSoft Sandra 2002时有可能出现死机等情况。此外,ST6-R的Raid系统通过专用晶振工作,保证磁盘阵列也可以稳定运行。
硕泰克的SL-65EP2使用的用料和做工都中规中矩,但是带有红色风暴自动超频系统,我们可以通过此次测试了解目前市场上主流常见的i815EP B-Stepping主板的最高超频极限,也可以了解这类自动超频系统的超频是否稳定,自动超频是否精确,今后是否会有发展前途,以及我们要不要选择它。实际测试表明,中规中矩的用料和设计做工显然不足以带来足够稳定的超频能力,系统最高启动频率虽然也达到了135MHz,但只要在超过128MHz外频的情况下运行一些负荷量稍大的程序就会死机,例如SiSoft Sandra 2002中的CPU Arithmetic Benchmark。不过,总体来说这款主板还算过得去,自动超频系统红色风暴的准确度较高,自动调节在127MHz外频上,经过我们手动调节后只不过提升了1MHz,可见它的精确度不错,今后值得进一步发展。
微星的主板则是另一种风格,如果依照DIY爱好者普遍的观点看来,微星的主板用料是属于高档的,尤其是对滤波电路中的大电容使用,真是让人惊叹,甚至曾经看到过4700uF的容量。但是,微星的主板稳定性和性能一向非常普通,大多数的测试结果显示,微星的产品设置较保守,例如内存时序等,而且大电容的滤波对信号的截取过于锐利,反而效果不佳,高频信号遗漏比较严重,往往会影响系统的超频性能。这里我们测试的815EPT-Pro NL就是这样,虽然包装精美,但实际测试时超频性能颇为普通,最高点亮频率仅130MHz,低于所有参测主板,甚至低于大多数参测主板的稳定超频极限频率,最终稳定频率更只有124MHz,不禁让人为了这个大厂名牌而感叹,希望这只是偶然情况,在其他型号的主板中不会出现此类问题。
最后一款参测的主板是捷波618TAS,属于628AS Pro的简化版本。捷波的628AS Pro采用了5重电控调节,并加强电源净化概念,使得这样一个并不算出名的主板品牌在各项超频测试中获得了相当良好的成绩。这款简化版的618TAS去除了5重电控调节,保留了电源净化功能,这在一定程度上降低了主板的电控调节功能,但是电源净化滤波能力仍然不错,值得我们尝试超频。这款主板的超频采用硬件跳线和CMOS控制相结合,由硬跳线确认外频范围,由软件进行逐兆调节。实际测试结果显示,这款主板的超频性能并不是一款简单的简化版628AS Pro,实际上它的超频能力由于电源净化电路的存在而获得了相当良好的成绩,虽然我们在135MHz就达到了点亮的极限,但最高稳定频率只比华硕TUSL2-C低1MHz,稳定性还是相当不错的。
新Celeron和相关主板超频与性能:续随后我们再来看看处理器本身的情况。根据笔者长时间的观察,目前市场上大多数的Tualatin Celeron都只能最高超频到133MHz,大多数著名媒体得到的Tualatin Celeron都不能突破133MHz大关,甚至有些Tualatin Celeron只能超到118到120MHz。从这次测试看来,我们可以发现,那些只能超到120MHz的Celeron可能是受制于主板的限制,而大多数则是受到了处理器的限制。但是从国外的一些报道来看,绝大多数的Tualatin Celeron都可以超到126到133MHz的外频(只有很少的一些可以突破这个极限),无论是1GHz还是1.2GHz,这就让我们有些疑惑了:到底Tualatin Celeron是受到了处理器结构的限制,还是散热温度的限制,最终才导致处理器频率无法提升呢?1GHz最多超频到1.33GHz,但1.2GHz却能超到1.46GHz,显然1.33GHz并非Tualatin核心的极限,而133MHz外频显然也不是其他零部件的极限。同样,根据此时我们探测到的处理器核心温度可以发现,Tualatin处理器内部只不过32摄氏度,处理器的极限温度至少在70摄氏度以上,显然受到温度限制的解释也不合理。
最近,笔者得到消息,据称Intel在Celeron处理器中作了某种限制,或者说在某些元件的设置上进行了更改,最终造成了限制Tualatin Celeron只能工作在133MHz外频下。如果真是这样,恐怕Intel的这招还是很巧妙而有效的,等同于同时锁住了外频和倍频,有效防止低端处理器冲击高端Pentium 4领地,看来Intel是吸取了以前Celeron 300A事件的教训,不让一个新的超频王出现。
不过无论是否真的这样,我们还是可以来看看超频后系统处理性能提升的幅度,并与一些其他处理器进行相关的比较。
我们使用升技的ST6-R进行测试,使用SiSoft Sandra 2002和CPUMark 99进行相关测试。我们还借到了Pentium III 1GHz和一款Pentium III-S 1.2GHz作为参照产品,并使用了SiSoft Sandra 2002提供的Athlon 1.2GHz和Pentium 4 1.2GHz的参考测试成绩进行比较。
ALU代表处理器的整数计算性能
FPU代表处理器的浮点计算性能
我们可以看到,Tualatin Celeron在1GHz下的表现并不好,而且超频幅度也并不能让我们感到满意,不过Tualatin Celeron的基本性能仍然相当不错,但是居然在一些测试中大幅度领先Pentium 4 1.2GHz,由此可以预期,主频略高的Pentium 4 1.4GHz其实也并非一定能完全击败Celeron Tualatin 1GHz,而价格则显然太高。不过,当我们看到超频后的性能显然就非常振奋了,首先,所有的超频后测试值都获得了第一名,例如CPUMark 99和Super PI这样的测试也艰难获取第一,不仅击败了AMD Athlon 1.2GHz,也大幅度领先于拥有512KB L2 Cache的Pentium III-S 1.2GHz,尤其是后者更高达2400元,而Tualatin Celeron只要600元。可以说,Tualatin Celeron 1GHz虽然没有达到极限,但已经是非常出色的了。
它值得我选择吗?它值得我选择吗?
看了那么多以后,我们就要来看看我们瘪瘪的荷包,然后决定--它是否值得我们选择了。要决定使用什么CPU也就同时意味着你将要选择什么主板、什么内存,尤其是在Tualatin核心的处理器的系统中问题更为显著,使取舍是难上加难。
1、整体性能
使用Tualatin Celeron处理器就意味着我们只有Socket 370接口的i815EP B-Stepping主板或者VIA Apollo Pro 266T主板可供使用。由于Celeron系列处理器使用的是100MHz外频,与AMD处理器使用的双倍外频模式不同,它最多只能接受800MB/s的内存带宽,即使超频到133外频也只有1066MB/s,而使用VIA Apollo Pro 266T虽然可以提供高性能的DDR内存,但DDR内存提供的2.1GB/s内存带宽却无法利用,因此,实际上Tualatin Celeron只能发挥SDRAM的性能。虽然Tualatin Celeron自身性能还不错,超频到133外频后甚至可以轻易击败Athlon和Pentium 4,但是,由于没有宽大的内存通道,导致系统的性能潜力无法全部发挥,此外,它还不支持SSE2,在未来的游戏和商业应用中都会大大落后于前两者。
2、升级潜力
i815EP B-Stepping芯片组恐怕是支持Socket 370的芯片组最后一款了,不久以后Intel将会把Celeron转移到Pentium 4 Willamette核心上,因此我们将不会再看到任何的新主板芯片组,也不会看到任何新的Socket 370处理器,这样一来,使用Tualatin Celeron的电脑若要升级,只能把处理器、主板,甚至内存一块卖掉--因为未来将会是DDR SDRAM一统天下,升级后,你的内存还有什么用?此外,i815系列芯片组不支持ATA 133,不支持Serial ATA,也不支持AGP 8X,更没有IEEE 1394接口,甚至USB都最多只有4个,想在这套系统上使用新设备来提高系统性能或者增加功能,真是比登天还难。
3、性能价格比
Tualatin Celeron 1GHz目前售价仅600元,而Duron 1GHz目前售价460元,虽然仍有差距,但对于用户而言,150元的差别带来的可以是自己处理器肯定不会轻易烧掉的保证,显然物有所值。而且新Celeron 1GHz的性能早已不再是吴下阿蒙,比Duron多了196KB L2 Cache足以让Celeron笑傲江湖,虽然只能搭配SDRAM,但至少不会比对手性能弱太多。此外,Intel的品牌效应,以及Celeron超频的潜力,以及超频后的稳定性显然都要比对手稍高一些,所以,综合而言,新Celeron的性能价格比不会低于Duron。
写在最后
最后让我们综合起来比较一下,首先我们要看到,新Celeron的性能价格比已经不再比Duron低了,甚至个人感觉还略微偏高,因为Intel芯片组的主板兼容性和稳定性更好一些,而且周边支持也较多。但相对来说,Tualatin Celeron的升级潜力就不大了,所以,它只适合于不打算2年内升级系统的人使用。

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