菜鸟训练地——硬件名称解释连载之Athlon4
大家都知道AMD是继Intel之后又一芯片巨人,早在X86时代AMD就成为全球几家主要的芯片供应商之一。虽然那时的AMD以及它的产品并没有对Intel构成什么威胁,但这两年的AMD在处理器芯片市场迅速崛起,从K5、K6到毒龙雷鸟,AMD在CPU市场功城掠地,市场占有率不断加大。尤其是最近推出的新版Palomino芯片,也就是所谓的Athlon4处理器,成为对抗Intel奔腾4处理器的超级武器。
Paomino是Athlon处理器的第四代核心,AMD对Palomino进行了技术优化,使得其芯片核心面积虽然比Thunderbird(雷鸟)略微增大,从120平方毫米增加到128平方毫米,但是在同等条件下的能耗却比Thunderbird(雷鸟)减少了20%。另外已经公开发布的四款主频Athlon 4标准工作电压都是1.4V,最大能耗在22-24W之间,电压和能耗都大大降低了。下面为大家详细介绍Athlon4在雷鸟的基础上的技术改进和创新。
(1)PowerNow!技术
PowerNow!技术主要是移动式Athlon4针对使用电池的笔记本电脑在不同进行不同的数据处理运算时对CPU处理速度的速度要求不同而设计的,有点类似Intel的SpeedStep技术,主要有三种工作模式:始终以全速运行的“高性能”模式(High-Performance Mode)、以省电为首要目的始终以最低速度运行的“省电”模式(Battery-Saver Mode)和平衡性能与能耗的“自动”模式(Automatic Mode)。PowerNow!技术会令笔记本电脑选择最合适的模式工作,以达到最节省电力的效果。
(2)3DNow! Professional技术
3DNow! Professional技术是为了应对Intel在推出PIII时加入的70条为多媒体和3D应用设计的SSE指令集,AMD推出K6-2、K6-III处理器时就采用了3DNow!。推出Athlon系列处理器时增加了19条全新的MMX扩展指令和5条DSP扩展指令,称之为增强型3DNow!指令集。这次推出Athlon 4,又增加了52条新的扩展指令,并命名为“3DNow!Professional”。
(3)Automatc Data Prefetch(自动数据预读)技术
Athlon 4自动数据预读(Automatc Data Prefetch)功能可以预测可能被处理器运算核心调用的数据并预先从系统主内存中将其读入处理器高速缓存中(即预测哪些数据需要从主内存复制到缓存中),这个过程会明显增加FSB和内存带宽的利用率,对于哪些使用DDR内存的用户来说可以取得相对SDRAM较大的优势。同时在FSB和内存带宽增大的时候,大大减少内存存取外部物理内存数据的机会。
(4)芯片内建温度探测器
Athlon 4内部内建的测温二极管可以更准确更即时地监测处理器核心的温度,使过热保护功能(在处理器过热时自动降低运行频率,直到温度降低到安全范围之内)的应用成为可能。而且可以定量地分析比较INTEL和AMD的处理器工作时温度变化情况。
(5)铜互连技术
处理器内部晶体管之间铜连接和传统的铝连接相比,铜连接有更低的电阻,信号在各个晶体管之间传输更快,而且不容易失真。所以铜连接在微处理器的速度上更快,以后的发展趋势就是大多数高速CPU都会采用铜连接技术。Athlon 4 芯片目前全部是在德国德累斯顿工厂生产的芯片全部采用0.18微米制造工艺,六层铜金属工艺处理。
(6)TLB(Translation Look-aside Buffer)技术
TLB我们称之为变换索引缓冲区技术,当CPU读取内存数据时,并不直接给出数据在存放的物理地址(Physical Address),而是要通过指向物理地址的虚拟地址(Virtual Address)。但是硬件上的设计决定CPU不可能知道物理内存的地址,因此就需将物理内存的地址转化成虚拟的CPU能够存取的地址,这时TLB就起一个转化地址的作用,使得从虚拟地址到物理地址的翻译结果存放到TLB中。