讲讲被Ryzen挑战的Intel英特尔 酷睿曾经的故事

写在前面

最近的AMD过得满面风光。基于Zen构架的Ryzen CPU,提高了单核性能,提高多核和多线程性能,增加类似协处理器的SenseMI技术,让Ryzen的性能直接比较Intel高端型号。犹豫定价不好高,所以显得价比出奇得高。Vega核显的加持,让AMD 的APU傲视群雄。连Intel的移动端CPU也加入AMD的Vega核显。已经走到第八代的酷睿系列,似乎要被AMD挑翻在地。

讲讲被Ryzen挑战的Intel英特尔 酷睿曾经的故事

历史何曾的相似,当年AMD的速龙Athlon 就干翻了Intel的奔腾,而酷睿就是Intel用来阻击AMD祭出来的大招。本文就是讲讲Intel历史上最重要的酷睿系列的故事,那些曾经和AMD相思相杀的故事。

PS:本文最早版本由笔者2014年写成,眼看如今的Intel和AMD战况,此文放眼现在也非常的搭。所以再次献出来,和大家怀念当年CPU的往事。(其实就是想骗点金币啦啦啦,一不小心,心思暴露了)当然笔者根据最新的CPU资讯,也相应添加了一些段落。

PPS:因为现在手机处理器也叫CPU为了防止歧义本文CPU除非特指都代表桌面CPU。

Intel酷睿系列自诞生起就树立了桌面CPU霸主的地位,酷睿i系列更是无人能敌。它是Intel阻击AMD多核构架的救世主,也是AMD复兴梦想的收割者。而Intel酷睿系列已经经历几代了,不知还有多少看客记住那些曾经的酷睿们呢。笔者就从酷睿的核心构架来讲述酷睿的前世今生。


一些需要知道的微处理器知识:CPU的核心构架其实分为两部分,准确说是构架跟核心。微处理器一般每一代会有自己的构架,而每一个构架在对应不同应用时有自己对应核心代号。打个比方例如奔腾4,其构架是NetBurst内部代号P68。奔2到奔3用是P6构架。P68构架用于奔4上面有主要三代核心Willamette、Northwood、Prescott。每一代核心升级都有相应提升例如提高二级缓存、前端总线速度、提高生产工艺。但是总体构架都是属于NetBurst。除了部分升级会改核心代号还有对应服务器与桌面领域也会用不同的核心名称。


第一篇:酷睿终结奔腾的起因

酷睿的存在不得提到奔腾4年代,更不能不提到在奔腾4年代的主频与能效之争,64位之争,真假双核之争!

在奔腾4年代,Intel与AMD都遇到了拉高CPU频率提升CPU性能的瓶颈期。当年Intel 奔4(构架代号Netburst Intel内部称为P68)就是拉高主频的产品。性能提升不高,功耗发热过大都是P4最大的诟病点。而AMD意识到了这一点 ,新的AthlonXP系列CPU优化了构架,也不再向过去追求主频,更将自己的CPU型号标号改为PR值标。所谓PR值就CPU主频×转换参数=相当于奔腾相对的主频。例如Athlon XP 1500+ 就相当于P41.5GHz的水平。实际1500的主频没有1.5G(当然后来因为AMD商业目的,人为拉高PR值,例如Athlon XP 3200+实际性能达不到P43.2G)。不久AMD又发布了Athlon64第一次把64位拉入了桌面级领域。AMD64指令集后来也成为X86-64标准指令集了。在这之后,AMD又发布了双核CPU Athlon X2,立刻把Intel的超线程技术给比下去了(其实超线程技术还是有优势的,它可以在物理核心优势的基础上,让其处理更多的线程,例如现在8核心CPU如果支持超线程技术则可以让CPU同时进行16个线程的计算,多线程处理能力的优势不言而喻,这就为什么超线程技术到目前还存在的原因)。奔4在速龙的步步紧逼之下仅仅只有招架的功夫,集成兼容的64位的指令集,发布了直接封装两个奔4核心的奔腾D,而奔腾D的核心间通信居然要走主板的前端总线,而速龙X2因在CPU内实现双内核的通信,在效率上要高于奔腾D。64位与双核连续两步落后对手,使整个奔4系列感觉都落后于速龙系列。其实当年的奔4市场并不比速龙差,甚至还是高于速龙的,但是速龙高性价比及慢慢回升的市场占有率让Intel感觉到了深深的危机感。总结这个时代的桌面CPU技术更新是很快的:64位、能效比、双核、超线程。在短短几年之内就达到普及。不得不说是市场的竞争推动了新技术的快速入市。

这是当年奔四 奔三图拉丁 速龙 当年频率与帧率的对比这是当年奔四 奔三图拉丁 速龙 当年频率与帧率的对比

第二篇:酷睿构架前世

Intel的危机感,让Intel做出了巨大的决定,必须改进构架,提高能效,并且走多核的道路。其实Intel一直在能效方向上有强大的技术积累。可别忘了在笔记本CPU领域,与奔4同时代的迅驰平台当年名噪一时。迅驰平台中重要的大件CPU奔腾M几乎占据了笔记本CPU领域90%以上的市场份额。而奔腾M要解决的首要问题就是在低功耗下取得最好的性能。移动PC领域除了Intel以外,其他无人能及。奔腾M由Intel在以色列的海尔法设计团队设计,正是此团队后来设计了挽回Intel颓势的酷睿构架。奔腾M第一代核心代号Banias。是海尔法根据奔3构架(构架代号P6,每个装机佬都应该听过贴吧的图吧——图拉丁吧。对,就是奔三那个图拉丁,漫漫的回忆,有没有!)改进而来,此核心在功耗管理与二级缓存上都有突出点。后来改将生产工艺提升到90nm,随之核心代号为Dothan的第二代奔腾M引领了第二代迅驰技术,让Intel在移动CPU领域巩固了优势。但是随着奔腾4在桌面领域方面的颓势,Intel做决定,准备将之前用于笔记本领域的迅驰3和迅驰4作为新的构架,并摒弃袁奔腾系列构架。这就是之后的第一代酷睿构架!2006年年初迅驰3Napa发布,Napa平台中的CPU 代号Yonah Pentium M处理器,采用当时Intel最新的65nm工艺,率先引入双核技术,而且是双核心共享二级缓存,令人诟病的假双核得到了解决。另外其功耗继承奔腾M的优势,双核心的Yanoh低电压版功耗才9W!可惜的是Yanah没有集成64位及超线程。但是其在双核通信与功耗比上都有着巨大的优势。早在2003年的时候Intel就发布说在迅驰3与迅驰4将配备开发代号core的CPU,而且Yonah上市后被官方命名为Intel Core Duo,但Yanah没有应用于桌面领域。在迅驰3真正上市的时候,Intel还没有将core的构架用于整个Intel的CPU领域。后来的迅驰4中的Merom核心也就是真正的酷睿构架,跟Yanoh拥有着90%的相似度。其实迅驰3代有个升级版叫Napa Refresh。有人叫迅驰3.5代,其中CPU就是换成了Merom核心的处理器,官方命名Intel Core 2 Duo。

第三篇:酷睿构架诞生

讲讲被Ryzen挑战的Intel英特尔 酷睿曾经的故事

2006年8月Intel发布为Merom(或者叫Merom+因为相比3.5代迅驰中的Merom有所改进)的CoreCPU,第二年发布的第四代迅驰平台Santa Rosa采用的CPU便是此核心。Merom几年前就是Intel为迅驰4而开发的,而这时候的Intel已经决定将Merom全面用于整个CPU产品,新包括桌面、服务器领域来代替之前市场反应不佳的奔4构架NetBurst。Core微构架正式命名,而Merom变成Core这个大构架下第一个版本,也是酷睿构架的65nm版本。其包括核心代号Merom移动笔记本CPU,核心代号为Conroe的桌面CPU,核心代号为Woodcrest至强CPU。新的酷睿构架拥有当年非常时髦的技术:高能效比的核心,散热与功耗及性能达到完美的平衡,支持64位,双核心,继承Intel的虚拟化技术,继续使用65nm工艺。全系命名规程为Core 2(用2是用来区别Yanah核心的Core Duo),中文定为酷睿2,用于替换老的奔腾命名,同时也放弃了主频命名型号的方式。至此便开始了酷睿统治时代,或者说Intel重新统治X86市场的时代。这一代酷睿桌面采用LGA775针脚,服务器采用LGA771针脚,与奔4平台针脚相同,并且下兼容兼容奔4平台。代表产品有酷睿2E6600(LGA775 Conroe内核)、至强5160(LGA771 Woodcrest内核)

在这之后,还推出了这种衍生版本。简化版本二级缓存的桌面Allendale内核(LGA 775 E6300),廉价版本的Conroe-L(这个内核型号很多有赛扬400系列,Pentium Dual-Core系列,还有赛扬E1X00系列等等),以及四核版本的Kentsfield(LGA775 Q6600),四核版本冠以Core2Quad命名。还有双核增强版Conroe XE(LGA775 X6800),四核增强版KentsfieldXE(LGA775 QX6700)。

随着工艺提升至45nm,又推出了相对对应的45nm核心版本。构架代号Penryn,酷睿构架第一个45nm版本。分别是桌面Wolfdale核心(此核心还有两个版本,区别在于是否支持虚拟化技术)、笔记本Penryn核心(包含双核及四核版本)、增强型笔记本PenrynXE核心(包含双核及四核版本)、四核Yorkfield核心、还有增强型四核YorkfieldXE核心。45nm的Penryn构架的桌面版还是使用LGA775接口。当年的Intel真是非常的福利啊。

这期间涵盖了2006年至2008年,也是第一代酷睿框架大放异彩的时候。在这期间,酷睿经历几次技术升级,前段总线从800升级至1066再升级至1333,加入最新SSE4.1指令集,工艺从65nm升级至45nm,核心最高升级至4核等等。这些种种都在为全新的酷睿构架作着准备。

酷睿构架其实源于笔记本处理器构架。因为在当年的技术趋势中,因为提升主频而带来的负面影响如发热与高功率已经让普通消费者所不满。然而提升主频并没有提升多大的处理效率,让人着实感觉如此提升主频实在不合算。随着计算机性能的提升,多任务的趋势愈发明显。多线程的并行计算也成为主流。也就是在这样的大趋势下,AMD与Intel都走下效能与多核的道路。当然酷睿相对于AMD的速龙、奔4、以及它的前代奔腾M,所提升技术有很多,例如提高执行单元的数量,减少了流水线,增加了新的内存通信机制,还有动态频率调整,虚拟化等等。笔者并不想对这些技术细节展开细谈,只是想让各位看客在酷睿的诞生中了解CPU发展的趋势即可。

第四篇:酷睿i系列前传——AMD的苦苦挣扎

酷睿第一代发展到45nm后,提高不少性能指标。都在为下一代新的酷睿构架做铺 垫。而这个新的酷睿构架便是酷睿i系列的诞生。i系列的诞生和后续的发展,让Intel牢牢把控了X86的中高端桌面、笔记本、服务器CPU领域。几乎把AMD的K8逼入绝境。K8当年凭借64位、高效能比、原生双核的支持将奔四构架打的一塌糊涂。其实K8构架在很多设计上都不差,只是酷睿这个后来者将K8在各方面进行了全面提升。是K8完全失去了光辉。在07年的时候,AMD为了反击酷睿构架,发布了K10构架,将原生四核带入市场。全新共享式三级缓存,新的HT总线加上集成内存控制器让其在内核间和内核与内存间数据通信相比酷睿构架有一定的优势。实际结果上有点残酷,刚发布65nm工艺K10的CPU并不比酷睿Q系列好,甚至比好多Q系列的CPU性能还弱。

在2008年,酷睿构架已经全面步入45nm工艺。但是酷睿当时为了兼容一些老的芯片组,还在使用一些旧的技术,例如依旧使用北桥芯片负责链接内存与CPU的通信;并没有支持Intel的超线程技术,但是超线程是符合多线程处理的市场需求的;CPU针脚还是775,但是随着64位的支持,大内存与更宽的通信总线,让775针脚有些力不从心了;酷睿虽然有Q系列的四核CPU但是其4核还是与当年的奔腾D类似,将两个酷睿双核封装在一起。相比较老对手AMD的K8和后来的K10,酷睿在某些方面并不如它们。所以新的睿构架也就在人们期许上出现了。可是没想到是Intel带来如此多的惊喜。

第五篇:酷睿i系列的诞生——酷睿又一个神话的开始

当年的性能怪兽i7 965当年的性能怪兽i7 965

07年年底,AMD祭出原生四核,K10构架。虽然实际性能不如Intel的Q系列,但是其优秀的构架,还是让Intel感觉不爽。08年Intel决定拿出新的产品将K10构架直接掐死在摇篮。这就是Nehalem构架。45nm睿构架第二个版本,仔细算来也是三个酷睿构架版本。Nehalem构架开创了酷睿i系列CPU的。首款产品命名为酷睿i7,内核代号Bloomfield。此版本的酷睿构架终于集成了内存控制器,直接与内存总线通信,支持3通道1333DDR3内存;抛弃了老态龙钟的FSB前端总线,采用与AMD的HT总线类似技术新串行总线QPI,带宽更高;原生四核,四个核心与AMD的K10设计类似,独立的一二级缓存,共享达8M的三级缓存;超线程技术回归,改名为SMT,也即是当年的i7就可以支持高达8个线程的并行计算;噱头十足的睿频技术也就是CPU自主超频,提高能效;最新版SSE4.2指令集!至此酷睿构架最新的Nehalem构架完全击败了K10构架,全面超越了AMD,至此AMD原有的技术优势全部丧失,只剩下在中低端市场跟Intel拼性价比了。纵观酷睿构架的诞生与酷睿i系列诞生,都可以看出是AMD先领先于Intel,03年K8几乎击败了P68,06年core构架用了K8类似的设计理念,主要性能能却超越了K8,07年发布K10准备阻击core,但是Intel08年随即发布Nehalem将K10的设计优势全部包含,而且在各个技术参数方面全面超越了K10。我再次,不得不叹服,Intel技术储备的力量。短短几年内就将原先技术上超越了自己的竞争对手,全面超越而且牢牢把握技术优势。

高规格的Nehalem处理也无法再用LGA775接口了,Bloomfield内核的i7升级为LGA1366 。也是从i系列诞生开始,intel开启了升级模式,CPU接口与芯片组芯片频繁升级,LGA775的年代随之终结!

Bloomfield内核的i7规格是非常高的,属于当年intel高端产品,熟悉商业运作的Intel随后发布各种衍生版本,以符合细化市场

内核代号Lynnfield地规格版本,四核版本,通信总线从QPI改为DMI,虽然带宽有些降低,但是CPU却比QPI的集成了一些更多的功能,完全集成了北桥功能(PCI-E控制器),而DMI就是为了CPU与南桥直接通信的总线。此版本的CPU有两个版本,不支持超线程的,被命名为i5 支持超线程的为i7 LGA1156接口。

内核代号为Clarksfield的移动CPU版本。内核代还为Beckton和Gainestown的至强版本。

这个时候第一代Nehalem已经布局形成!并形成了i7顶级桌面CPU i5中高端桌面CPU的布局。i系列在当年绝对是桌面cpu最高技术的代表!

第六篇:APU的诞生及多核之争

高端方面,intel的i5与i7已经笑傲江湖,AMD采取了概念性的产品,低价的多核心与intel竞争。这时候AMD还依旧是K10构架,工艺也升级到45nm,中高端方面,AMD走堆砌核心的思维,发布了K10构架的6核CPU,性能差不多是双核i5的样子,Intel的32nm工艺Westmere版本的CPU中也只有至强CPU和顶级i7中才有6核版本。中低端,AMD的四核与三核CPU还是很受市场欢迎的。因为intel的4核CPU价格都普遍很贵,而AMD的产品却要低廉的多。当然AMD的四核与三核产品实际上可能还没有intel一些双核甚至是老一代的四核性能强劲。AMD已经收购了显示核心商ATI,当时AMD就发言会将显卡与CPU进行融合。可惜第一代发布的显卡核心的却是intel。Intel在2009年就向人们展示了拥有32nm工艺的最新一代酷睿构架Westmere,作为Nehalem的升级。其中最亮眼无非就是主打中端的Clarkdale系列CPU。因为此CPU第一次展示了显示核心的产品。虽然Intel的方案是直接将显示核心与CPU焊接在一个基板上,两者甚至都不是同个生产工艺。2010年Intel终于发布了,Clarkdale的CPU,并带来了全新的中低端系列i3系类。而这个时候的AMD苦于无新品出来,中高端靠着主打性价比的羿龙二代6核玩着低价6核,中低端玩着各种低价四核与屏蔽一个缺陷核心的三核在保卫自己的市场。不过也正因为这个屏蔽一个核心的三核CPU拉起低端市场开核游戏的序幕。各类DIY玩家和商家都加入了开核大战。而到了2011年,AMD终于拿出了首款APU产品。第一次将真正的独显核心集成到CPU中。相比Intel第一代核心显卡仅仅将显示核心与CPU封装在一起不同,APU是真正在构架上将CPU与显卡核心设计在一起。两者共同访问内存,直接访问PIC-E总线,CPU与GPU一起工作并且AMD采用一种融合加速的技术,就是可以让某些CPU的浮点技术交给GPU进行计算,提高计算速度。另外AMD的APU因为是真正集成在一起,GPU可以直接访问PIC-E总线,所以APU同样可以实现混合交火。总体而已,确实超越了Intel核心显卡的技术。

随着APU发布的同时还有Bulldozer中文名称推土机,推土机最重要的思路就是让CPU的模块化设计,为AMD堆砌多核提供技术基础。AMD的思路还是想通过更多的核心数目来与Intel进行竞争。推土机核心上来就冲着8核去的。当然推土机还有很多技术更新,而且当时的操作系统并没针对AMD这种多线程CPU的优化,使之感觉性能不强,但这里按下不表。8核CPU大战已经到来。

同年Intel也发布了自己的全新基于32nm工艺的酷睿构架sandy bridge,SNB也加入了多核之争。SNB的增强内核版支持最高8个核心。因为Intel有用超线程技术,使SNB的CPU最高可支持16个线程!在核心显卡方面,SNB跟AMD的APU一样,终于完整的与CPU核心设计在一起。

短短几年CPU就从双核升级到了8核,甚至将GPU也集成进来了。到此酷睿构架的带来的多核CPU急速更新时代基本结束了,之后因为AMD在推土机之后再无有威胁的产品出来,Intel也再没退出技术更新较大的产品。之后的ivy bridge、Haswell以及Broadwell更新也没前几代产品。基本就是现有新技术的支持和生产工艺的提升。但是intel的制程工艺放眼全球无疑是当今最高的!随着14nm甚至是10nm这类这极限工艺的到来。工艺的提升已经越来越有限了。

第7篇:挤牙膏时代

经过第一代Core i 系列后,如今Core i系列已经到了第8大。从上面的第二代SNB,Intel就进入挤牙膏时代。

第一代 Nehalem 1366  45nm 后期的高端系列采用32nm,还有低端的1156 i3/5/7  支持超线程 睿频 原生四核 集成了显卡
第二代 sandy bridge 1155 32nm 全新融合的核显,超强的视频解码能力
第三代 Ivy Bridge 1155 22nm 提升了工艺,提升了核显性能
第四代 Haswell 1150 22nm 主要提升核显性能
第五代 Broadwell 1150 14nm 提升了工艺,效能比前代提升
第六代 Skylake 1151 14nm 提升能效,提升核显性能
第七代  Kaby Lake 1151 14nm+ 提升性能,提升核显性能(支持4K H265) 增加了i9高性能系列 2066接口
第八代 Coffee Lake 1151 14nm++ 可能有Cannonlake 10nm++构架,提升性能(更多的核心和线程)更好的核显(4K HDR)移动版集成AMD VegaM

集成VegaM的第八代酷睿移动端芯片集成VegaM的第八代酷睿移动端芯片

纵观整个酷睿 i历史,第一代和第二代相比之前的初期酷睿产品要提升很多,在之后第3-6代基本都是10%-30%以内的小幅提升,更多还是感谢生产工艺的提升,核显确实提升幅度较大,但是原本Intel的核显起步就低。到了第7代的i9系列和如今的第8代,更高的频率,更多的核心和更强的核显才稍微提高了升级的步伐,官方宣传有40%的提升,其实差不多30%+。

  

总结:

从这几年CPU的发展之路也可以清晰的看到,高效与低能耗、多线程计算、融合更多功能计算需求等等都是CPU的发展趋势。而酷睿的故事便是在这些技术上的更新与变革的故事。

故事讲到这里就差不多结束了。纵观整个酷睿故事,可以看到酷睿的确是Intel的功臣,将Intel再次推上X86处理器生产商霸主的地位。也看到了,Intel超强的技术储备与商业能力。在这里也不得不提出AMD是Intel处理器升级始作俑者与推动者,如果没有AMD之前在能效、多核、GPU融合计算等技术的突破,Intel的酷睿也不会那么早出现。后来AMD沉默了,造就了Intel长期的挤药膏时期,攒机佬其实很不爽这一点。虽然就算大红大紫的Zen也没有撼动Intel最强桌面CPU的地位,但是谢谢AMD Zen的构架的超强杀伤力,让我们又再次激动了一把,让Intel肝颤了一把。甚至让我们看到了Intel与AMD合作的芯片,之前想都不敢想的事情。融合Vega核显Zen构架APU也已经出货,如今的市场,确实要比之前AMD沉默时候要热闹得多。我喜欢这样的感觉。

讲讲被Ryzen挑战的Intel英特尔 酷睿曾经的故事

不知道Intel能拿出如当年酷睿这样的重器再次终结AMD?我不知道结果,但我很期待。


写在后面:

随着手机市场的爆发式增长,ARM指令集的移动芯片厂家开始风生水起。arm采用是精简指令集的CPU,虽然在复杂计算上不如X86这种复杂指令集的CPU性能强劲。但是在能耗上却有天生的优势。而且随着软件优化与芯片集成,在移动计算方面更是优势重重!现在手机cpu一般都是异构模式集成多个armCPU核心和协处理器,集成多个gpu核心,集成通信基带芯片,集成电源控制芯片,甚至集成了AI计算的NUP等超多功能的SOC。使ARM手机芯片在各个功能上都大放异彩。手机芯片地发展其实也印证了当代能效与融合计算的趋势!只是ARM和Soc厂家摆脱了X86的束缚,其发展更加得天马行空与大胆。

nvdia也在大力推广GPU的其他应用,凭借GPU超强计算能力,以GPU为主的云计算,人工智能运算都有不错的优势。AMD开始在arm与X86还有GPU融合上有所耕耘。除此之外,市面上还有厂家推出了独立的云计算芯片,人工智能芯片。

随着计算需求的多样性,多样性的计算芯片也就越来越多。

顺势而为是中国的古语。而如今在的Intel除了桌面领域,再无更多的优势。多年桌面计算的历史,似乎成为了它的掣肘。Intel目前最拿的出手的便是极高的制程工艺,但三星和台积电与之的差距越来越小。如果再没有重大的技术突破的话,也许下个故事就变成了arm,NVIDIA,AMD的故事了,甚至可能是高通,华为这些Soc厂家的故事了。


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