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昨天，我们通过20款经典CPU，带您回顾了一下英特尔的上半程发展轨迹，今天，我们继续为您梳理后续的15款经典CPU，看这位行业大佬是如何发展到今天的。 Core: Core 2 Duo 英特尔最终放弃了其Netburst架构，而将其支持P6和Pentium-M设计。公司意识到P6仍然可行，能够既高效又能提供优异的性能。它将架构重新设计成Core。像Pentium-M一样，它使用了一个12~14级的流水线，明显短于Prescott的31级。
Core被证明是高度可扩展的，英特尔能够将其推向具有低达5W的TDP的移动系统和具有130W天花板的高端服务器的应用中。英特尔大多将其作为“Core 2 Duo”或“Core 2 Quad”产品销售，但Core也被用于Core Solo，Celeron，Pentium和Xeon品牌的CPU。所使用的die使用两个CPU内核构建，四核设计在MCM上使用两个双核芯片。同时，单核版本有一个核心的禁用。 L2缓存大小从512KB到12MB不等。 随着对Core架构的改进，英特尔再次与AMD竞争。 PC市场进入了充满竞争的高性能处理器的黄金时期，至今仍然可行。 Bonnell：Silverthorne和Diamondville Core 2架构引出了很多产品，但英特尔需要为超低预算和便携式市场生产成本更低的产品。 这导致了英特尔Atom的出现，Atom使用了一个26mm2的芯片，不到第一个Core2芯片尺寸的四分之一。 英特尔并没有从头开始设计Atom的Bonnell架构，而是回到奔腾的P5基础。这主要是因为P5是英特尔最后一次的执行设计。 OoO执行虽然对性能非常有益，但也消耗了相当多的功率，并占用大量的存储空间。对于英特尔来说，为了达到目标，OoO当时并不实用。 第一个Atom die，代号为“Silverthorne”的TDP为3W。这使它能够到达Core 2不能的地方。 Silverthorne的IPC能够运行在高达2.13 GHz。它还包含512KB的L2缓存。体面的频率和L2缓存几乎没有弥补低IPC，但Silverthorne仍然以相对较低的价格进入入门级体验。 Silverthorne由Diamondville继任，将频率降低至1.67GHz，但支持64位，从而提高了64位应用程序的性能。 Nehalem：第一个Corei7 处理器市场处于竞争激烈的状态，英特尔无法长时间静坐。因此，它重新构建了Core架构来创建Nehalem，它增加了许多增强功能。高速缓存控制器被重新设计，L2缓存降至每个核心256KB。这并不影响性能，因为Intel在所有内核之间共享4-12MB的L3缓存。基于Nehalem的CPU包括一个和四个内核，该系列采用45nm制程。 英特尔也大大改变了CPU和系统的其他部分之间的连接。自20世纪80年代以来一直在使用的FSB终于被放弃了，它被高端系统的QuickPath互连（QPI）和其他DMI所取代。这允许英特尔将其内存控制器（其更新为支持DDR3）和PCIe控制器移动到CPU中。这些变化增加了带宽，而延迟骤降。 英特尔再次扩展了处理器管道，这次是20-24级。然而，时钟率并没有增加，而Nehalem的频率与Core相当。 Nehalem也是英特尔首个实施Turbo Boost的处理器。尽管最快的Nehalem处理器的基准时钟以3.33 GHz的速度突破，但由于采用了这项新技术，它可以运行在3.6 GHz的频率上。 Nehalem与Core架构的最后一个主要优点是标志着超线程技术的回归。得益于这种和许多其他增强功能，Nehalem能够在大量线程工作负载中执行高达Core 2处理器的两倍。英特尔在Celeron，Pentium，Core i3，Core i5，Core i7和Xeon品牌下销售Nehalem CPU。 Bonnell：Pineview和Cedarview 2009年，英特尔基于Bonnell架构发布了两款新的Atom品牌芯片。 第一个被称为“Pineview”，它继续使用45nm制造工艺。 通过集成传统上在主板芯片组内部的许多组件，包括图形和内存控制器，它比Diamondville具有更好的性能。这具有降低功耗并降低散热的效果。双核模型也可以在MCM上使用两个Pineview核心。 Westmere：CPU中的Graphics 英特尔创建了一个32nm的Nehalem芯片，代号为“Westmere”。其基础架构变化不大，但英特尔利用减小的芯片尺寸将额外的组件放置在CPU内部。而不是只有四个执行核心，Westmere最多可以包含10个。它还可以拥有多达30MB的共享L3缓存。 主流的基于酷睿i3，i5和i7处理器的HD Graphics实现与英特尔的GMA 4500类似，除了另外还有两个EU。时钟速率保持不变，低功耗移动系统中的166 MHz和高端桌面SKU的900 MHz。虽然32nm CPU裸片和45nm GMCH未完全集成到单片硅片中，但两个组件都放置在CPU中。这具有减少GMCH内部的存储器控制器和CPU之间的等待时间的效果。整体性能提高了50％以上。 Sandy桥 随着Sandy Bridge的发展，英特尔在七年内取得了最大的飞跃。执行管线缩短为14-19个。 Sandy Bridge实现了一个微操作缓存，能够容纳1500个解码的微操作，如果所需的微操作已经被缓存，则可以让指令绕过5个。如果没有，该指令必须运行完整的19个。 该处理器还有其他几项改进，包括支持更高性能的DDR3。更多的组件也被集成到CPU中。 CPU封装上没有两个独立的die（如Westmere所示），一切都移动到一个die中。各种子系统通过环形总线在内部连接，可实现极高带宽的通信。 英特尔再次更新其集成显卡引擎。该公司创建了三个不同的版本，而不是将单个HD Graphics实现推送到所有CPU型号中。高端变种是HD Graphics 3000，具有12个EU，可以提供高达1.35 GHz的时钟。它还包含诸如英特尔Quick Sync转码引擎的附加功能。中档HD Graphics 2000变体具有相同的功能，除了下降到6个EU。最低端的HD Graphics模型也有6个EU，但具有增值功能。 Bonnell: Cedarview 2011年，英特尔根据Pineview内部使用的Bonnell架构创建了另一款新的Atom芯片。再次，有一些小的核心改进来改善IPC，但实际上两者之间几乎没有变化。 Cedarview的主要优势是向32nm晶体管制程，在较低功耗下使频率达到2.13 GHz。由于改进的DDR3内存控制器，它还能够支持更高速的RAM。 Ivy Bridge 英特尔跟随Sandy Bridge的Ivy Bridge处理器，该公司的“Tick-Tock”产品设计节奏中的“Tick +”。 Ivy Bridge的IPC只比Sandy Bridge略好一些，但它带来了其前身的其他重要优势。 常春藤桥的最大优势在于能源效率。该架构采用22nm三维FinFET晶体管制程，大大降低了CPU的功耗。而主流的基于Sandy Bridge的Core i7处理器通常带有95W TDP，相当于基于Ivy Bridge的芯片的额定功率为77W。这在移动系统中尤其重要，它允许英特尔研发具有低35W TDP的四核移动Ivy Bridge CPU。在此之前，所有英特尔的四核移动CPU都至少具有45W TDP。 英特尔利用减小的芯片尺寸来扩大iGPU。 Ivy Bridge最高端的图形引擎，HD Graphics 4000，包含16个EU。图形架构也大大改善了每个EU的性能。通过这些改进，HD Graphics 4000比其前身提升了200％。 Haswell 就在Ivy Bridge一年后，英特尔推出了Haswell架构。哈斯韦尔又是一个革命性的进化。与Sandy和Ivy Bridge竞争的AMD处理器并不够快，不能在高端进行战斗，所以英特尔没有压力来提高性能。 Haswell总体上比Ivy Bridge快10％。 与Ivy Bridge类似，Haswell最具吸引力的地方是其能效和iGPU。 Haswell将电压调节硬件集成到处理器中，使CPU能够更好地处理功耗。电压调节器导致CPU产生更多的热量，但是Haswell平台作为一个整体变得更加高效。 为了打击AMD的APU，英特尔在其顶级的Haswell iGPU内放置了多达40个EU。该公司还设法增加其最快的图形引擎可以访问的可用带宽，配备128MB L4 eDRAM缓存，从而大大提高了性能。 Bonnell: Silvermont 2014年，英特尔重新修改了Bonnell架构，以创建Silvermont。 最重要的变化之一是切换到OoO设计。 另一个是消除超线程。 当Bonnell架构亮相时，许多人认为OoO占用的空间太多，对于Atom CPU来说太耗费力量。然而，到2014年，晶体管已经缩小到如此小的尺寸，并且显着降低了功耗，英特尔可以在Atom上实现OoO设计。英特尔还重新设计了Silvermont的管道，以尽量减少缓存的影响。这些变化加上许多其他改进，相较于Cedarview，IPC增长了百分之五十。 为了进一步提升Silvermont的性能，英特尔创建了最多包含四个CPU内核的SKU。它还根据其Ivy Bridge处理器中的相同图形架构切换到iGPU。在Silvermont的iGPU中只有4个EU，但它仍然能够提供1080p的视频播放，并且可以运行较旧的游戏。芯片组的所有方面也被集成到Silvermont CPU中，这更是要降低系统功耗。 Silvermont的die用于Bay Trail产品，平台的TDP范围在2~6.5W之间，时钟频率在1.04~2.64GHz之间。。 Broadwell 英特尔的下一个处理器架构被称为Broadwell。专为移动系统而设计，于2014年底推出，采用14nm制程。第一个基于Broadwell的产品被称为Core M，它是一款采用3-6W TDP运行的双核超线程处理器。 随着时间的推移，其他移动Broadwell处理器也逐渐淘汰，但在桌面方面，Broadwell从未真正出现过。一些面向桌面的机型在2015年中期发布。然而，最高端的SKU包含英特尔已经加入到插座式CPU中的最快的集成GPU。它包含六个子单元，每个带8个EU，总计达48个。GPU还可以访问128MB L4 eDRAM缓存，这有助于解决模拟图形引擎通常面临的带宽挑战。在游戏测试中，它表现优于AMD最快的APU，并被证明在现代游戏中能够提供可播放的帧速率。。 Bonnell: Airmont 随着其14nm工艺架构的运行，英特尔毫不犹豫地推出了新型Atom芯片。CPU死机本质上是Silvermont的收缩，英特尔命名为“Airmont”。它没有改善IPC，但是由于die变小，它仍然有望超越其前身。毕竟，14nm制程减少了功耗，使CPU能够在更长的时间内保持其Turbo Boost频率。 Airmont的iGPU在Silvermont大幅改善。 该die本身包含24个EU，但基于Airmont的产品使用12~16个。基于Airmont的所有型号均不包括24个EU，这些额外的8个EU的存在，可提高Airmont的产量，因为芯片的较大部分可能有缺陷。图形架构也更新为英特尔八代Broadwell，从而提高了EU的性能。 Airmont产品以“Cherry Trail”和“Braswell”代码名称出售。 最快的基于Airmont的Atom CPU是N3700，其中包含四个CPU内核，时钟频率为1.6GHz，Turbo Boost频率为2.4 GHz。它还有一个双通道DDR3L内存控制器和16个EU，时钟频率高达700 MHz。 Skylake 在2015年，Broadwell第一次出现在桌面系统之后不久，英特尔以其Skylake架构取代了Broadwell。虽然基于Skylake的CPU是英特尔迄今为止最快的，但与Skylake相关的平台更改更为重要。 Skylake是使用DDR4内存的第一个以消费级为导向的CPU，比DDR3更节能，能够实现更高的吞吐量。Skylake平台还包含了一些改进，例如新的DMI接口，升级的PCIe控制器，并支持更广泛的连接设备。 当然，Skylake还包括一个更好的GPU。最高端的型号被称为Iris Pro Graphics 580，并被部署到某些Skylake-R CPU。 Iris Pro Graphics 580引擎配备了72个EU，并配有128MB的L4 eDRAM。大多数其他基于Skylake的芯片包括具有24个EU的HD Graphics，基于类似于Broadwell的设计。 Kaby Lake 英特尔从Skylake和Kaby Lake开始，结束了 tick-tock发展节奏，改为了tick-tock-tock节奏。它也被称为过程架构优化节奏。这扩展了英特尔在开发新的制程之前花费在单个制程上的时间。它也延长了主要架构更改之间的时间。 因此，Kaby Lake本质上是英特尔Skylake架构的优化变体。虽然仍然是14nm，英特尔利用一种称为14nm +的制程，进行了各种调整，以提高能源效率和性能。架构本身几乎没有改变，但它确实有助于DDR4-2400内存支持。 Kaby Lake还采用了高清图形630引擎，具有改进的编码和解码编解码器，支持4K视频播放。 Coffee Lake 随着Coffee Lake的推出，英特尔将Core i3，i5和i7处理器的内核数量增加了两倍。自2006年推出Core 2 Quad以来，这标志着英特尔核心数量增幅最大。 Corei5s有6个内核没有超线程。 基于Coffee Lake的Core i7还具有6个内核，但具有超线程。 底层架构不会从KabyLake变化。然而，随着更多的核心共享工作，线程应用程序的性能显着增加。 基于Coffee Lake的Core i3处理器缺乏超线程，但由于从2个增加到4个CPU内核，Core i3处理器系列从未投入更多的功耗。实际上，Coffee Lake Core i3 CPU与Kaby Lake Core i5s一样强大，可能比SkylakeCore i5更快。 结语 35款经典CPU梳理完毕，是否有勾起你曾经的美好回忆呢？嘿嘿，期待处理器行业能有更多的经典出现，当然，希望在不久的将来，能有中国相关方案的身影。 |
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