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摘要: 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

35款经典CPU带你回顾英特尔的成长轨迹(下)



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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