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传奇的回忆—— Pentium,我们有一颗奔腾的心

2008-09-02 11:29 洪涛 IT168 字号:T | T
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Pentium源于希腊语的Penta,也就是5的意思,Pentium只是Intel的第五代x86产品的名称。当Pentium进入中国后,在Intel中国员工的建议下,Pentium有了一个响亮的中文名称“奔腾”。在取得了巨大成功之后,Pentium成为了Intel的标志,“Intel inside”成为了Intel产品的口号,奔腾的传奇也就一直延续了下来。

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15年前,对于Intel来说,老对手最让自己感到头疼的不是价格,也不是性能,而是那些相似产品名称。因为受到法律的限制,Intel无法使用单纯的数字作为商标注册,为了不让自己的品牌资源再次遭受对手的合法侵害,原来预订使用的586与i586被迫改成了全新的品牌Pentium。Pentium源于希腊语的Penta,也就是5的意思,Pentium只是Intel的第五代x86产品的名称。当Pentium进入中国后,在Intel中国员工的建议下,Pentium有了一个响亮的中文名称“奔腾”。在取得了巨大成功之后,Pentium成为了Intel的标志,“Intel inside”成为了Intel产品的口号,奔腾的传奇也就一直延续了下来。

奔腾的第一个LOGO
深入人心的广告语
第一次的奔腾 Pentium与Pentium MMX:

最初代的Pentium是作为486的下一代产品的面目出现的,相比较486而言,最大的改变在于新引入的超标量架构,Pentium成为了同时继承CISC和RISC优点的混合处理器,添加部分RISC的特性也成了后来x86系列CPU发展的方向;Pentium具有64位总线带宽,然而,它的寄存器仍然为32位,所以仍然是一颗32位的CPU;而后推出Pentium MMX被早期PC玩家亲切的称为“奔腾妈妈叉”,MMX是一套简单的用于多媒体处理的SIMD指令集,与现在SSE系列指令集一样,是对CPU性能的有益补充。

第一代奔腾标志
第一代奔腾标志

市售的Pentium拥有普通Pentium、增加对多媒体应用支持的Pentium MMX与向下兼容486主板的Pentium Overdrive三个系列产品,频率从60到233Mhz。由于超标量架构的引入,Pentium的性能几乎是相同频率486的两倍。初代Pentium也是Intel最长寿的Pentium,从步进80501的P5发展到Tillamook,从0.8微米发展到0.25微米的制程,总共花费了8年的时间。这8年时间里,尽管出现了浮点除法Bug这样的不和谐音,性能强劲的Pentium在Intel出色的指挥下仍然沉重打击了对手,Cyrix甚至从此一蹶不振,最后被VIA收购。


初代Pentium与所有的Pentium产品一样,拥有不俗的超频性能,Pentium 166 MMX大多都能超到200Mhz使用,配合支持75Mhz与83Mhz外频的主板,部分Intel官方把MMX200降频回MMX166的极品甚至能超过250Mhz的频率,强大的超频性能也让奸商有了可趁之机,MMX200在当时的市场上成为了remark CPU的代名词。

未来的主人翁 Pentium Pro与Pentium II:

在Pentium与Pentium MMX取得巨大成功之后,Pentium Pro作为Intel的第6代x86架构的CPU已经做好了摆上货架的准备。Pentium Pro对于现在的DIY玩家而言也许十分陌生,然而它却是当时价格最为昂贵,性能最为强大的x86处理器,此外它还是我们现在熟悉的“图拉丁”甚至酷睿系列CPU的老祖宗。


Pentium Pro

Pentium Pro引入了多项RISC的先进技术,并有一个巨大的全速二级缓存,巨大得看起来就像CPU里第二颗核心一样。Pentium Pro相对于Pentium来说,32位性能有了巨大的进步,然而16位性能却提升有限。在当时MS-DOS、Windows 3.1、Windows95等16位操作系统为主的市场环境下,Pentium Pro 32位应用性能强劲的特点被埋没,再加上大而昂贵的全速二级缓存,使得Pentium Pro只能在高端的服务器市场能占有一席之地。面对这种窘境,Intel为Pentium Pro穿上了圣衣,新的战士Pentium II诞生了。

Pentium II
Pentium II

Pentium II是Pentium Pro的改良版,PentiumII将L1增大为32KB,提升了其16位软件环境下的性能;同时,将L2缩水为半速L2,降低了L2采购成本;采用Slot1形式的封装方式,增大了封装电路板的整体面积,将原有封装在CPU内的L2改成片外独立的形式,降低了CPU的封装成本并缩短了生产周期;MMX指令集的加入让Pentium II更贴近于一般消费者对于多媒体应用的需求。Pentium II这些相对于Pentium Pro的改进迅速获得了市场的认可,Intel乘胜追击,在PentiumII的基础上顺利推出了Celeron这个面向低端消费市场的品牌和Pentium II Xeon这个面向高端商用服务器市场的品牌。

Pentium II
Pentium II

Pentium Pro由于封装问题一向不太好超频,但披上了SLOT1的圣衣后,Pentium II摇身一变,成为了超频先锋。与超频王Celeron 300A相对应的PentiumII超频王就是编号为SL2W8的Pentium II 300,比Celeron 300A更可怕的是SL2W8甚至能够在增加一定电压的前提下上到600Mhz。然而随着速度为王时代的来临,SL2W8们很快淹没在历史中。

速度与激情 Pentium III:

Pentium III时代是Intel的CPU发展最快的时代,因为Pentium遇上了其历史上最强大的对手Athlon。在频率战争中,AMD甚至先拔头筹,抢先突破了Ghz的记录,而Intel也不甘示弱,推出了强大的Pentium III-S 1.4Ghz,整体性能甚至媲美Pentium 4的早期产品。在短短两年时间里,从450Mhz到1400Mhz,PentiumIII的频率暴增了3倍多。,这两年里,借着互联网起步的时机,CPU装机量大增,CPU迎来了发展最快速,最繁荣的时期。

Pentium III LOGO
Pentium III LOGO

Katmai核心的Pentium III在架构上与Pentium II相比并没有什么太明显的区别,仅仅增加了SSE指令集和稍微改进了L1的控制器。因此,在性能上与同频率的PentiumII相比,并未能获得多大的提升。随着Athlon的步步紧逼,Intel很快放弃了Katmai,拿出了Pentium III的新一代核心Coppermine。

Pentium III
Pentium III

“铜矿”版本的Pentium III整合了256K大小的低延时256位总线宽度的全速L2,新的0.18微米制程的采用,大大提升了“铜矿”的频率,使得Intel能够紧追AMD的脚步。在频率竞赛中,Intel再次遇到离奇的Bug,Pentium III 1.13Ghz铜矿核心的CPU在很多程序中存在不稳定和死机的现象,Intel不得不将这批CPU全部召回,而这批不稳定的1.13Ghz后来也被戏称为“铜渣”。

在与Athlon的竞赛中,无论是Katmai还是Coppermine,Pentium一直拿不出一颗能够完全摧毁龙巢的重磅炸弹,直到Tualatin的出现。“图拉丁”成为了Pentium III系列产品中最耀眼的明星,130nm微米的制程让图拉丁轻轻松松就达到了1.4G,256与512的全速L2大大提升了“图拉丁”的性能。由于先进的130nm制程,图拉丁具有良好的可超频性,几乎所有1Ghz的图拉丁都可以轻轻松松的把外频从100拉到133,低功耗高性能高性价比使得“图拉丁”成为了Pentium III时代DIY玩家最喜欢的玩具。

图拉丁
图拉丁

然而“图拉丁”出来得时机还是太晚了,新一代“频率至上”的NetBurst架构很快取代了经典的P6架构,Pentium 4的登场代表摩尔定律走到了一个极端。由于“图拉丁”没有对DDR等先进技术提供良好的支持以及在频率提升方面遇到了瓶颈,Pentium4迅速代替“图拉丁”占领了市场。

世界的尽头 Pentium4:

Pentium4是Intel的新一代CPU架构,不同于Pentium Pro的架构,这是一种被称为NetBusrt的架构,通过提升流水线长度,NetBurst能够获得极高的频率。除了“频率至上”的架构,Pentium4还带来了SSE2、SSE3与超线程(HT)等多项新技术,这一时期的Intel的产品在频率与性能两方面都沉重打击了Athlon的嚣张气焰,直至Athlon的马甲K8的到来,AMD才逐渐扭转了颓势。



Pentium4最初的Willamette核心在2000年11月登场,然而让玩家失望的是Willamette核心Pentium4的性能不仅比不上对手Thunderbird核心的Athlon,甚至还比不上高端的“图拉丁”PentiumIII。在销售上,最初的Pentium4也出师不利,由于RDRAM的失误,初期的Willamette在对比评测和销售市场中都陷入了不利的境地。


Pentium4

Willamette尽管让人失望,但Intel迅速调整了过来,后继的NorthWood成为了Athlon的终结者。就在对手搅尽脑汁把频率提到2Ghz以上的时候,NorthWood已经站在3Ghz的制高点嘲笑Athlon了。在全面支持DDR后,Pentium4同时将自己的外频拉高到了800Mhz,获得了极大的内存带宽;而HT超线程技术的引入,发挥了Pentium4流水线长的优点,利用新增的一颗逻辑核心,将CPU空闲的资源充分利用起来,从而在一定程度上提高了CPU的多任务性能。此时的Pentium4已经不再是当年的吴下阿蒙了,无论频率、带宽、办公性能或者游戏性能,都完胜老对手的同级别产品,3.4Ghz的频率巅峰即使是现在对手也没有办法达到,当时的Athlon不得不用错位竞争的方式来博取可怜的市场占有率。

775 P4
775 P4

当对手只剩下自己的时候,Intel也没有放慢前进的脚步。Prescott很快被推到了前台,Prescott尽管同频性能与Northwood相差无几,但是其内在架构的变动却非常大。新采用了SSE3在一定程度上提升了Prescott的多媒体性能,90nm的制程让Prescott的频率又上了一个新的台阶。但是,制程更新带来的漏电问题同样影响了这颗新核心的发挥。尽管Prescott的超频频率让人讶异,但更让人吃惊的是他的发热。面对这个巨大的火炉,Intel果断放弃了将Prescott的频率提升到4Ghz的打算,尽管玩家们已经将其超频到了5Ghz以上。

最初设定的Pentium4架构延续到10Ghz的规划成为了一个遥远的梦想,4年时间过去了,Prescott 3.8Ghz的记录依然高高挂起,到目前为止,仍然没有任何CPU的默认频率能够超过它,Pentium4为A、I的频率之争画上了一个不圆满的句号。

再生侠 Pentium M:

在桌面平台上,NetBurst走的是频率为先的设计思路,对于移动平台,Intel追求的却是“轻便好省”的原则。当NetBurst架构的Pentium4M被诟病于效率低下,能耗过大时,Intel适时发布了“迅驰”移动平台的解决方案,其核心部分就是被称为PentiumM的CPU。

Pentium M LOGO
Pentium M LOGO

PentiumM源于P6架构,是以图拉丁设计方案为基础的一颗性能强大的低功耗CPU。PentiumM不仅仅是图拉丁的简单翻版,而是综合了Pentium4与图拉丁的优点。PentiumM缩短了Pentium4的流水线长度,增加了图拉丁的处理单元,改进了CPU的分支预测能力,加大了L2的容量,以及采用了对移动平台至关重要的堆栈管理技术,在提升了CPU的性能和工作效率的同时大大降低了CPU的功耗,PentiumM的TDP仅为3~25W,远低于Pentium4M的35W的水平,而1.6Ghz的PentiumM却相当于2.4Ghz的Pentium4M的性能。PentiumM的出现,使得移动平台在不逊色于原有性能的同时,提升了整体的续航力。

Banias是最初的PentiumM核心,频率从900Mhz到1.7Mhz,总线速度为400MT/s,拥有1M的L2,平均TDP为25W。随后发布的Dothan核心的PentiumM,采用了90nm的制程工艺,频率升高到了2.26Ghz,FSB提升到了533MT/s,L2也加大到了2M。Intel在提升性能的同时,再次降低了CPU的功耗,对于低电压的PentiumM 723来说,TDP甚至降低到了5W。随着第三代迅驰技术的出现,其核心CPU变成了Yonah,商标也从PentiumM换成了Core Dua,PentiumM的历史正式结束。

Pentium M
Pentium M

由于PentiumM CPU性能强劲,Intel的疯狂支持者们将PentiumM用CT-479转接卡将PentiumM连接到了普通主板上。PentiumM摆上了桌面,也开始和以往的CPU一样开始了超频测试,尽管超频幅度不大,但超频后的PentiumM在Super Pi等各项CPU测试中依然毫无悬念的击败了当时的最顶级单核CPU了。

Athlon的马甲Athlon 64唤醒了Intel,时代在发展,“频率为王”已经成为了过去时。2.6G的FX55痛宰Pentium 4 Extreme Edition的悲惨情形让Intel不得不最终放弃了频率大战,放弃了背负已久的摩尔定律的包袱。贝瑞特的下跪即让对手欢喜,也让对手害怕,欢喜的是即使是强如Intel也不得不对物理的极限低下高昂的头颅,害怕的是这标志着最后最强的巨人终于也开始了自己的多核之旅。


贝瑞特的下跪 恶斗多头龙 Pentium D:

从Pentium4的教训中,Intel看到了未来CPU的发展方向,在物理极限的制约下,多核化是提升性能最简单有效的方法。于是,以NetBurst架构的单核CPU为基础,Intel将两颗同样的CPU封装到同一个芯片上,从逻辑上的虚拟双核变成了真实的物理双核。Pentium D基本上可以看做是将两颗去除了HT超线程功能的Prescott封装到了一起,每颗核心独享1/2大小的L2。



Smithfield是Pentium D的第一代核心,内置了2M大小的L2,每颗核心独享1ML2,而后推出的Pentium Extreme Edition 840,打开了HT超线程功能,从而让一颗CPU有了4颗逻辑上的核心。然而面对Athlon 64 x2的强大挑战,甚至Pentium Extreme Edition 840也无法对AMD的中端双核造成多大的威胁。在进行了制程的改造后,Intel用新一代的Presler代替了Smithfield,Presler采用了新的65nm技术,L2提升到了4M,并加入了VT技术,在提高了规格的同时,Presler相对于Smithfield并没有增加多少功耗,仍然出色的将TDP保持在了130W左右。然而, AMD的旗舰FX60登场,给了Presler一个迎头痛击。与它的前任一样,Presler最终还是倒在了Athlon 64x2的脚下。


Pentium D的性能低下的根源在于其实现双核的方式。Pentium D使用北桥作为其数据交换的媒介,L2也是每颗核心独立使用,不能片内交换数据,从而导致总线带宽成为系统的瓶颈,导致多任务时性能低下,这也是对手所一直指责Pentium D为“假双核”的由来。还有就是继承了Prescott发热量大的缺点,过高的TDP限制了频率的提升,无法使用无限制的频率提升战胜对手。而且Pentium D以长流水线低效著称的Prescott单核为基础,面对高效的K8架构为基础的AthlonX2,无法占得多少便宜。无论功耗还是性能,PentiumD都完败于对手的多头恶龙。

尽管缺点明显,但PentiumD的优点一样明显。价格低廉,超频性能良好,让PentiumD 805成为当时市场上最有性价比的多核心处理器。PentiumD的超频性能继承了Intel CPU的优点,2.66G的PentiumD805轻轻松松就能超上3.5G,水冷上4G也不是什么困难的事。

在物理条件的限制下,NetBurst无法达到预想的频率,流水线过长又造成了性能的下降,在与对手同级别产品的对比中,处于下风,Intel的第七代x86 CPU遇到了前所未有的困境。然而Intel总能从失败中吸取教训,高效的P6微架构再次摆上了桌面,全新的Core 2 Dua品牌取代了廉颇老矣的Pentium。

生命不息 奔腾不止 Pentium Dual-core

随着Core 2 Duo的诞生,Intel的产品序列正式进入了双核时代,Pentium作为旧时代Intel的象征,必将逐渐淡出视野。然而,Pentium这个延续了十多年的奇迹依然有着自己独特的魅力和巨大的品牌价值,Intel在96年公布的Pentium Dual-core就是这个品牌新的传奇。


Pentium Dual-core最早出现在移动领域,作为移动领域的低端双核解决方案,Pentium Dual-core T2xxx系列CPU引领了笔记本市场双核产品的大降价。在桌面办公上,Pentium Dual-core E2xxx则成为性价比最高的入门双核,大受Diyer们的追捧。无论T2xxx还是E2xxx都是基于Core架构的CPU,特别是桌面的E2xxx系列CPU。E2xxx采用65nm制程工艺,支持x86-64技术,以先进的Allendale核心为架构基础,尽管频率很低却拥有不错的性能。E2xxx与中高端CPU相比,删除了VT(虚拟化)和Vpro(商用博锐技术)两个不常用的功能,降低了FSB并对L2进行了部分删减,其余对性能产生重要影响的架构都被保留了下来。因此,在部分测试中,超频后E2xxx的性能甚至接近同频率下同时代中高端产品。

E2xxx系列CPU由于其强大的超频性能,成为目前中低端市场上最耀眼的明星。在大多数游戏中,超频后的E2xxx系列CPU表现基本和高端CPU无异,这个产品对于游戏玩家来说,性价比极高。特别是动辄100%以上的超频幅度的E2140和E2160,成为了性价比玩家的首选追逐目标,成为了新时代的Celeron300A。


E2140


四大金刚

在目前Intel的产品规划中,服务器的Xeon,中高端的Core 2 Dua,中低端的Pentium Dual-core与低端的Celeron成为了攻城拔寨的四大金刚,其中的Pentium Dual-core更是Intel布局在主流市场的“大杀器”。在E2140和E2160的步步紧逼下,对手逐渐失去了生存的空间。今天,Pentium的传奇仍然在不断发生,Pentium Dual-core E5200挟着12.5倍频与45nm的优势即将登场,Intel还将继续书写奔腾心的辉煌。

【责任编辑:布丁 TEL:(010)68476606】



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