INTEL Pentium 4 CPU 你知多少？(1)

Pentium 4(Willamette)的介紹
英特爾公司在有些時(shí)候可以說(shuō)正處于事業(yè)的頂峰。這個(gè)星期又帶給我們了一個(gè)驚喜，我們?cè)谟布袌?chǎng)中期待已久的東西。在英特爾公司的年會(huì)上，出乎每個(gè)人的意料，英特爾公司宣布了他們的超前產(chǎn)品-Willamette即將上市。Willy就是現(xiàn)在的Pentium 3處理器的繼任者，它的速度將超過(guò)1GHz。
Willy到底是什么？
　　我們?cè)?jīng)聽(tīng)到過(guò)很多有關(guān)Willy挑戰(zhàn)Athlon的消息，我們也曾經(jīng)得到很多有關(guān)它的規(guī)格和性能的數(shù)據(jù)，但是實(shí)際上，如果我們過(guò)去聽(tīng)說(shuō)英特爾公司將開(kāi)發(fā)這個(gè)芯片1.5GHz的版本，我們就會(huì)失笑了。也許我們過(guò)去曾經(jīng)懷疑過(guò)它的存在，但是現(xiàn)在卻真的發(fā)生了。英特爾公司展示了它的新的品牌，新的Willy，也許我們應(yīng)該稱(chēng)它為Pentium4了。你可以聽(tīng)到AMD的FANS為這塊芯片而哭泣，因?yàn)橐话銇?lái)說(shuō)，它將以x86王者的身份結(jié)束Athlon時(shí)代。在我們做任何結(jié)論以前，讓我們?cè)賮?lái)看看這個(gè)英特爾公司將在今年年底推出的超速的怪物究竟神奇在什么地方。
什么使Willy這么出名？
Willy的組成部分使它達(dá)到了 快速度和好的性能。這里有一些孤注一擲的東西，它不禁使我們懷疑這個(gè)芯片是不是集結(jié)了英特爾公司所有的力量來(lái)完成的。現(xiàn)在讓我們先來(lái)看一下Willy好的一面。
優(yōu)點(diǎn)
首先打動(dòng)人的就是它的令人難以置信的速度。我始終不認(rèn)為第一代的Willy在運(yùn)行的時(shí)候能達(dá)到這個(gè)速度。有關(guān)于它將在今年第四季度發(fā)行時(shí)的速度達(dá)到1.1-1.3GHz的消息純粹是個(gè)謠言。
為了達(dá)到這個(gè)速度，英特爾公司不得不增加更深的管線(xiàn)。Willy的管線(xiàn)不會(huì)少與20級(jí)深，它使得Athlon系列和P3看起來(lái)更象G4。由于使用了這樣的深的管線(xiàn)，我們很容易就可以看到Willy是怎樣達(dá)到這么高的時(shí)速的。因?yàn)楫?dāng)一個(gè)指令收到超過(guò)20個(gè)循環(huán)時(shí)，CPU就將在每個(gè)時(shí)鐘里完成更少導(dǎo)致每秒鐘不得不增加循環(huán)的數(shù)量。
對(duì)于Willy來(lái)說(shuō)另一個(gè)比較好的地方就是它的分支預(yù)報(bào)，這在如此深的管道中是必須的。英特爾公司同時(shí)宣布Willy中的整數(shù)單位也是以往的兩倍，達(dá)到浮點(diǎn)單位的速度。據(jù)aceshardware.com報(bào)道，這更象兩個(gè)抽水機(jī)。在上升和下降的時(shí)鐘邊緣它能承受嗎？以FPU兩倍的速度運(yùn)做，實(shí)際上是達(dá)不到的。只要有一點(diǎn)降低，都意味著一部分核心性能的提高。為了幫助FPU和浮點(diǎn)計(jì)算速度，必須使用新的SSE2延展技術(shù)。SSE2指的是在Willy中添加舊的SSE指令和一些新的東西，其中括了所有的144項(xiàng)。這將去掉一些FPU的負(fù)擔(dān)，在一些高密度的程序和游戲中將表現(xiàn)出更好的性能。
　　Willy的另一大特色是它采用了新的總線(xiàn)結(jié)構(gòu)。過(guò)去常常使用的是老的GTL 總線(xiàn)，而在Willy中將是400MHz的總線(xiàn)。實(shí)際上這些總線(xiàn)的運(yùn)做速度達(dá)不到400MHz。這將是對(duì)老的總線(xiàn)的一大改進(jìn)。那是不是所有的老的RAMBUS都完成了他們的使命了呢？英特爾公司表示只有當(dāng)成對(duì)使用RAMBUS的時(shí)候才會(huì)讓W(xué)illy運(yùn)行。這使得人們感覺(jué)RAMBUS實(shí)際上有這樣大的帶寬只是被較慢的Pentium 3所阻撓了它的速度。這就是一些Willy的特色，使它帶給大家的是更好的性能。但是另一方面是不是也有一些缺點(diǎn)呢？
缺點(diǎn)
有關(guān)這款芯片真正的性能我們?nèi)匀挥幸恍┮蓡?wèn)。首先我們需要測(cè)試它管線(xiàn)的長(zhǎng)度，20階對(duì)于時(shí)速來(lái)講比較合適，但是這里面還有一些粗糙的地方。當(dāng)一個(gè)或多個(gè)指令超過(guò)了20級(jí)時(shí)，它將使CPU完成20個(gè)循環(huán)。在這20個(gè)循環(huán)里，如果一些東西出錯(cuò)，或在管線(xiàn)中出現(xiàn)一個(gè)錯(cuò)誤，那么整條管線(xiàn)都將崩潰，所有的指令都將重新開(kāi)始。當(dāng)芯片速度達(dá)到如此高的頻率的時(shí)候也許還不會(huì)出現(xiàn)這種問(wèn)題，但是當(dāng)芯片速度降下來(lái)以后就會(huì)引起一些問(wèn)題，這時(shí)分支預(yù)告就插進(jìn)來(lái)了。當(dāng)它進(jìn)入管道以后，為了沒(méi)有錯(cuò)誤出現(xiàn)，Willy將需要非常好的分支預(yù)測(cè)。我認(rèn)為另一個(gè)問(wèn)題就是英特爾公司過(guò)分強(qiáng)調(diào)了SSE2。由于WillyFPU的性能并沒(méi)有象人們預(yù)料的一樣好，SSE2將是可以彌補(bǔ)的主要方法。
但是這就帶給我們了另一個(gè)可以預(yù)見(jiàn)的問(wèn)題，SSE2的適應(yīng)性如何？根據(jù)英特爾公司和開(kāi)發(fā)商的意見(jiàn)，SSE2廣泛支持大部分被命中的程序。如果它沒(méi)有這樣Willy將不得不在游戲和3D應(yīng)用程序中使用它不太好的FPU。

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