英特尔AMD一争高下 奔四Athlon64选购指南

目前主流处理器也分为两大流派：Pentium 4及Athlon64。那幺这两大架构之间到底孰优孰劣呢？在这茫茫的“芯”海中，如何选择一款适合你的“芯”呢？这也就是本文所要讨论的主题！　　注：考虑到目前两个平台都已经支持64位寻址运算，因此我们在这里均以同级处理器来作对比分析。  架构效能优异―路不同，道也不同！　　内核架构的优劣决定一款处理器性能的优劣。一、Pentium 4架构，频率来换取性能

Pentium 4架构，频率来换取性能　　目前P4处理器都是采用NetBurst架构，不过目前的P4已经过渡到基于增强型NetBurst架构的Prescott核心。虽然从功能上来说，Prescott核心增加了SSE3、增大L2缓存容量、二代超线程技术，而且采用了超长形管线设计，使得处理器的工作频率可以大幅度提升。　　但更长管线在出现分支预测错误时会导成很多麻烦。我们知道，程序指令通常都有各类型的条件分支语句，通过验证条件决定执行路线。但CPU执行单元内是通过一项特殊的预测机制选择一条路线直接执行(这样可以避免验证语句而处于等待情况)，然后在后面进行验证。如果预测正确则继续往下执行，如果发现之前的预测错误，那幺就必须返回原地重新开始，之前的指令就会被作废。　　因此，管线越长，意味着出现分支预测错误的机会就越多，越多在管线内的指令会被清掉，而且所花重新让管道填满的时间也会越多。对于普通处理器来说，如果出现分支预测错误，CPU就不得不将整条流水线清空后从错误的地方重新装满数据、重新执行。毫无疑问这将花更多的时间，整体性能就会下降。　　此外，超长管线设计还有一个缺点，那就是管线内的执行单元很难被充满(因为指令被划分成许多个小指令)，从而造成硬件资源利用效率低下。因此，虽然P4处理器的频率高不可及，但性能甚至不及基于Northwood核心的老版P4，更不用说是Athlon 64处理器，当然这一切都是超长管线所惹的祸。　　此外，面对64位寻址技术，后来英特尔的其Pentium 4 处理器中增加了被Intel称为“EM64T”的技术―可以实现64bit编码运算。虽然名字不同，但英特尔的EM64T技术仅仅是Amd的AMD64技术的延伸版本，由于此技术在硬件实现架构上并不是完全针对NetBurst架构所设计的，因此在执行效率优化方面也不仍原生支持64位寻址技术的K8架构。二、Athlon64，工作效率来提升性能　　相对P4架构通过频率提升性能，AMD的Athlon 64通过采用增加每时钟周期处理的指令数量来提高性能。

Athlon64，工作效率来提升性能

　　 K8架构中，x86-64的指令主要有I－cache(指令缓存)来完成，它也是把X86指令转化成内部的微操作来提高系统性能，不过它实现的方法和P4略有不同。K8首先会对需要执行的X86指令进行分析和选择，然后把它的信息存储到一个特殊的“位阵列”(解码阵列)中，每一条指令在“位阵列”中占3比特的大小，处理器通过3比特的信息加速指令的处理过程，相同的指令只存储一次。　　P4和K8对比而言，两者的相同点都是把X86-64指令转化成内部的微操作来执行。只不过前者Trace Cache单元存储转化后的微操作步骤，而后者I－cache存储指令的有用信息，减少重复的过程。 K8最后根据存储的信息把X86指令再转化成“宏操作”，一般一条X86指令对应1～2条“宏操作”；其中最复杂的集合图形变化的X86指令对应的“宏操作”数量高达10条。　　由于每条“宏操作”长度和结构统一，并且每条通道可以同时处理2条指令，因此大大提高了系统的处理效率和性能。K8系统有3个同步通道，每个通道有独立的队列单元，因此可以同时处理6条指令。同时，由于在64位寻址运算方面，由于x86-64架构中从开始就加入了支持，根据自己架构进行了优化处理，因此在运算效能上要略优于P4。　　除此之前，Athlon 64还有一个地方是P4所不能比拟的，那就是整合了内存控制器。我们都知道，P4平台是目前唯一支持双通道DDR2内存架构的桌面平台，拥有的内存带宽已经比此前的双通道DDR要高许多，而Athlon 64平台目前能停留在双通道DDR400的水准。但由于Athlon 64平台的内存控制器在CPU内部，内存延迟要远低于、运作效率要远优于P4平台。　　而且由于内存控制器将与CPU速度相同，因此内存带宽是随着内核频率提升同步提升的，这使得Athlon 64内存架构是按需配置的。需要说明一点的是，虽然双通道DDR2架构拥有高带宽的优点，但由于目前P4的前端总线普通仍停留在800MHz之上，双通道DDR2的高内存带宽对P4来说几乎是摆设，特别DDR2内存的时序要高于DDR……

测试结果

　　在这里，我们不能武断地说出二者架构的孰优孰劣，因为它们各有所长。但从众多性能测试来看， AMD 的Athlon 64处理器在 3D 游戏、方面的表现非常出色，而P4则在多媒体编码方面等应用较为占优。

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