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图拉丁概念

  cpu的一种核心,(或者说图拉丁是核心代号 )

  Pentium和Celeron中都有采用这种核心的,被玩家称为“图拉丁赛扬”或是“图拉丁奔腾”(P3系列在市场上很少见,而真正让玩家们过瘾的就是赛扬了,故而大多数时候提到图拉丁就是指图拉丁赛扬),它的频率范围是900MHZ-1.4GHZ,图拉丁奔腾P3-S频率范围则是1.13G-1.53G

  图拉丁赛扬采用的256K的全速二级缓存。 且核心电压版本有1.475V与1.5V两种

  图拉丁奔腾P3-S采用的是512K全速二级缓存,核心电压版本是1.45V

发展历史

  相信不少喜爱DIY的老手,一定听说过采用“图拉丁”(Tualatin)内核的奔腾III-S,“图拉丁”内核是一款相当优秀而且性能卓越的内核,也正是因为它的优秀而决定了它悲壮而短暂的命运,最终成为了商业竞争的牺牲品。“图拉丁”在Intel的产品史上还是值得特别的书写一笔的,因为它是Intel的第一款采用0.13微米制程的CPU(后来的北木奔腾4也是0.13微米工艺)。

  让我们回顾这样一段历史,可以让我们更加清楚图拉丁所处的位置:在奔腾III的家谱中一共经历了3代内核,1999年第一代奔腾III采用了基于0.25微米生产工艺的Katmai核心,与过去的奔腾2相比最大的不同就是支持新的SSE多媒体指令集。这款最早的PentiumIII处理器采用了512KB二级外部半速缓存。2000年初由于引入了0.18微米生产工艺,使得处理器构架发生了巨大转变,原本在外部的二级缓存现在可以非常方便的集成到核心中去而且是全速的二级缓存(即8路联合机制,运行时速度与处理器主频相同),于是诞生了第二代奔腾III,铜矿(Coppermine)奔腾III,采用100MHz及133MHz两种不同版本的前端总线频率,分别用“E”及“EB”来表示,虽然二级缓存容量从512K降低到了256K,但是更高的二级缓存工作频率弥补了二级缓存容量减少带来的性能损失。那么在铜矿奔腾的终结者是谁呢?就是我们前面所提到的“图拉丁”核心的处理器。

  关于“图拉丁”诞生的故事,一道美丽的彩虹,但却转瞬即逝:

  图拉丁是由奔腾III向奔腾4过渡的产品和铜矿的替代品,它的诞生很富戏剧性。大家都知道历史上第一块突破1Ghz的桌面处理器是由AMD推出的,这件事情令一项高傲的英特尔很没面子。再加上AMDAthlon处理器在市场上取得的成功让英特尔始料不及。于是AMD和英特尔展开了一场速度竞争的比赛。

  但在这个时候英特尔遇到了大麻烦,铜矿核心的奔腾III在跨越1GHz的关键位子上出现了问题,而AMD的处理器却可以在不改变架构的前提下继续提速。英特尔不甘心就此败给AMD,于是硬着头皮推出了1.13GHz的铜矿奔腾III,本想借此挽回自己的形象,但是这款CPU在上市后,经过评测机构的测试发现1.13GHz的铜矿奔腾III严重不稳定存在巨大缺陷,结果在发售不到一个月后便召回了所有的1.13GHz铜矿奔腾III,因此人们都称1.13GHz的铜矿奔腾III为“矿渣”。很长时间里,Intel对于1.13Ghz绝口不提。

  在这样的环境下,英特尔信匆匆的推出了第一代采用威拉姆特核心(423针插口,以前的奔腾III都是370针插口)的奔腾4,与此同时图拉丁核心的奔腾III-S(370根针)也面世了。令人难以想象的事情发生了,由于图拉丁采用了更加先进的0.13微米工艺,512k的二级全速缓存。在性能和执行效率上远远超过采用较老的0.18微米工艺和256K外部二级缓存的威拉姆特奔腾4。也就是说,奔腾III-S比奔腾4还要强!这是英特尔最不愿意看到的事情,苦心培育的奔腾4市场居然受到了来自奔腾3的威胁。再加上英特尔以前说过:“socket370是要逐步淘汰的构架”,因此如果英特尔这个时候推出的socket370图拉丁比423根针的威拉姆特奔腾4还强,岂不是出尔反尔吗?没办法,只能忍痛割爱,于是令人敬畏的图拉丁奔腾III-S转向了服务器领域和笔记本领域,几乎没有在零售市场上出现。但是英特尔不会白白丢弃这一有着优秀血统的内核,于是将图拉丁奔腾III-S的阉割版本——图拉丁赛扬(就是我们说的赛扬3代)推向了市场,成为英特尔低端市场的杀手锏,大获全胜,击败了低端市场的佼佼者AMD的毒龙,毒龙随即退出了市场,AMD转而用低端的AthlonXP1700+和1800+作为反击。

  图拉丁赛扬:“我有着优秀的血统,是PIII-S的嫡亲”

  原本令人敬畏的图拉丁PIII-S,由于英特尔的商业竞争需要,被活活打入冷宫,贬为庶民——赛扬3。但是即便如此,阉割并不彻底。512K的二级全速缓存砍掉一半还有256K,外频由133MHz降为100MHz,其他构架上没有任何改变还是0.13微米工艺。从这点来看图拉丁赛扬的性能依然比同频率的威拉姆特奔腾4要强,在运行效率上1.1Ghz的图拉丁赛扬比1.7GHz的奔4赛扬要强,因为图拉丁赛扬拥有256k二级缓存0.13微米工艺,而2.0G以下的奔4赛扬仍然是威拉姆特核心也就是0.18微米工艺和128K二级缓存(2.0G以上的奔4赛扬采用了全新的北木核心0.13微米,但是二级缓存依然是128k)。

图拉丁优势与缺陷

  图拉丁赛扬最大的优点就是拥有0.13微米的制造工艺和超大256K的二级缓存,使得图拉丁赛扬的发热量很低而且超频性能强劲1.0G-1.1G的图拉丁可以毫不费力的轻松上133MHz的外频。也就是说除了二级缓存比图拉丁奔腾III-S少一半以外,其他指标都完全相同。因此有人将图拉丁赛扬比作:“socket370末路狂花”。

  CPU的频率和效率要分开来看,频率高不一定效能高。图拉丁核心的赛扬CPU频率从900MHz到1.4GHz,外频100MHz,工作电压1.475v-1.5v,在超频之后,其效能远远高于2.0G以下的奔腾4赛扬。

  图拉丁:“我很委屈”

  说了那么多关于图拉丁内核的优点,那么它的缺点在哪儿呢?图拉丁作为一个奔腾III向奔腾4的过渡产品,的确很是委屈。首先图拉丁PIII-S和图拉丁赛扬,虽然都采用了Socket370的构架,但是需要特殊的主板才可以支持,以前的插奔腾III和赛扬的主板是不可以上图拉丁的(因为内核的电压发生了改变),这就给升级带来不便。由于商业原因,图拉丁的宣传攻势肯定要比英特尔的主力奔腾4系列差,图拉丁短暂的存在,势必导致支持它的芯片组的开发不够完善和全面,目前支持图拉丁的芯片组只有Intel815EP-B、VIA694T和SIS635T3款,其中前两款都只能支持SDRAM内存,仅有SIS635T和VIA694T改良版694Tpro266可以支持DDR266内存。显然和支持奔腾4的五花八门的芯片组而言,图拉丁阵营显得单薄许多,而且支持图拉丁的芯片组性能也因为没有太多投入而有什么功能上的突破。这就成了制约图拉丁发展的最大瓶颈。俗话说:“好马也得配好鞍嘛。”图拉丁因为采用的是Socket370的构架,而现在英特尔主推北木核心的Socket478针脚的构架,因而图拉丁发展的空间渺茫,仅仅成为老机器升级的首选和学生用户的选择。图拉丁这个词语也随着socket370的逐步退出历史舞台而载入史册。

图拉丁的分类与技术浅谈

  图拉丁,英文名Tualatin,是美国一条河流的名字。这是英特尔最后一款奔腾III处理器的核心研发代号,图拉丁奔腾3的历史极为短暂,但又有着特殊的地位。不要忘记,桌面版奔腾III有三种核心:最古老的Katmai奔腾III(其实就是奔腾II的核心加上SSE指令集,0.25微米工艺,512KB半速二级缓存,Slot1接口)、最流行的Coppermine奔腾III(0.18微米工艺,256KB全速二级缓存,Socket 370与Slot1两种接口),以及本文的主角Tualatin奔腾III(0.13微米工艺,256KB全速二级缓存,Socket370接口)。在这三种奔腾III中,只有图拉丁被单独罗列出来,以示与另外两种奔腾III的本质区别:图拉丁奔腾III集古老的P6架构优点于一身,具有高性能、低功耗、低发热量的优势,是奔腾III的极致,也是奔腾M和酷睿(这两种处理器依旧是继承了P6架构)出现以前的P6微处理器架构的极致。时至今日,就连不懂CPU技术的二手笔记本商家都懂得以“图拉丁”的名字来标榜自己奔腾III二手笔记本的与众不同,由此可见图拉丁在用户心目中的神圣地位。

  上面所说的都是桌面版本处理器的情况。其实图拉丁除了具有桌面版以外,还有移动版和服务器版,桌面版也有奔腾III和赛扬的分别,下面就来具体介绍一下它们的区别。

  先说桌面版图拉丁奔腾III。这款处理器和133MHzFSB铜矿(Coppermine)奔腾III有很多共同的地方:同为133MHzFSB,同样具有256KB全速二级缓存,不同的地方在于:图拉丁奔腾III不支持双路处理器并行工作模式而铜矿奔腾III支持;图拉丁奔腾III的二级缓存延迟时间为1而铜矿奔腾III为0;图拉丁奔腾III支持自奔腾4开始采用的数据预读取技术而铜矿奔腾III不支持。因此在性能方面,同主频的图拉丁奔腾III并不比铜矿奔腾III快(数据预读取技术可以弥补二级缓存延迟时间长而带来的性能损失)。图拉丁奔腾III有如下几款:1AGHz/1.13A GHz/1.2 GHz/1.33GHz。

  再来谈谈桌面版图拉丁赛扬。很多人认为图拉丁赛扬就是采用100MHzFSB的图拉丁奔腾III,这是不正确的。图拉丁赛扬的性能比同主频的图拉丁奔腾III要低,除了FSB低以外,还因为图拉丁赛扬仅支持精简的数据预读取技术(还有一种说法是根本不支持,笔者手中资料有限,所以不做论证),此外二级缓存的位宽也低,所以不能和图拉丁奔腾III相比。根据我的测试,图拉丁赛扬1.4GHz的性能略低于图拉丁奔腾III 1.13A GHz,但是高于1GHz的铜矿/图拉丁奔腾III。图拉丁赛扬有如下几款:900AGHz/1A GHz/1.1A GHz/1.2 GHz/1.3GHz/1.4GHz。很多人都否认图拉丁赛扬有1.4GHz的版本,其实IBM NetVista A22就有采用赛扬1.4GHz的机型,笔者就买了一款。

  第三谈谈服务器版的图拉丁奔腾III-S。这款处理器是图拉丁家族的性能王者,价格也是出奇地昂贵(笔者收藏过两款:1.26GHz和1.4GHz)。图拉丁奔腾III-S面向双路服务器市场,采用133MHzFSB,具有512KB全速二级缓存,二级缓存延迟时间为0,支持增强型数据预读取技术,性能极为强悍。当时国外很多英文硬件评测网站都有图拉丁奔腾III-S与奔腾4/AthlonXP的对比评测,以Tom's Hardware Guide网站的评测为例,在采用815平台、PC133SDRAM内存的情况下,图拉丁奔腾III-S 1.26GHz战胜了850平台、PC800 Rambus内存的奔腾41.8GHz。图拉丁奔腾III-S有如下几款:1.13 GHz/1.26 GHz/1.4 GHz,此外还有极少量的1.53GHz工程样品散落于世界各地的著名硬件评测室。

  
最后来谈谈移动版的图拉丁奔腾III-M。这款处理器的技术特征基本等同于桌面版图拉丁奔腾III,但是二级缓存增大到了512KB,同主频下的性能显然强过桌面版图拉丁奔腾III而直追图拉丁奔腾III-S。图拉丁奔腾III-M显然比桌面版图拉丁奔腾III的地位高,因为移动版奔腾4处理器发热大功耗高,很难应用在轻薄笔记本上,相比之下发热低功耗低的图拉丁奔腾III-M就有了用武之地,得到了长足发展,直到奔腾M出现以前,图拉丁奔腾III-M都是轻薄笔记本的当然之选。而桌面版奔腾III因为性能太强会威胁到奔腾4,所以英特尔人为打压它:阉割二级缓存、保持高售价和低产量、鼓励品牌机厂商采用奔腾4等等不公正的市场举措。图拉丁奔腾III-M的型号很多很复杂,以正常电压版为例,主要有866MHz/933 MHz/1 GHz/1.13 GHz/1.2 GHz/1.33 GHz等几款。

酷睿处理器

  酷睿是怎么来的呢。在INTEL着力研发奔四的时候,另外一批科学家(INTEL的以色列研发小组)在进行着改进P6也就是图拉丁的工作。在2003年他们研发出了奔腾-M,然后是第二代奔腾-M。这个是为笔记本研发的。但是出来之后,性能太强大,1.6-1.8G的奔腾-M就相当于奔四3.0,功率却只有其20%。INTEL这个时候正在力推最后一代奔四,就是775的prescott核心,TDP达到130W,上70度都不算热。于此同时AMD的K8系列,性能强大省电低温还实惠。可以说2004-2006是K8的黄金3年。这个时候INTLE发现不行,奔四打不过速龙。于是就放弃了奔四的继续研发,把所有精力投入到奔腾-M的改进中。奔四毕竟是很多科学家研究出来的,也并不是一无是处。所以在奔腾-M的改进中,加入了奔四的一些思路,加长管线提高频率。为了弥补管线深度带来的出错问题,又加入了指令预读技术,加大了2级缓存。这就是酷睿!

  酷睿的特点就是低功耗,高效率,高FSB,大缓存

  再加上后来65NM 45NM技术的成熟,酷睿终于修成正果了

  酷睿处理器的基本设计思路继承于奔腾M。除了完全承袭了奔腾M的看家本领——微指令融合技术以外,酷睿还具备超强的四组指令编译器,这也正是酷睿的最大特色。采用四组指令编译器,酷睿可在单一频率周期内编译四个x86指令。四组指令编译器的设计思路还是承袭P6架构的传统,由三组简单编译器(SimpleDecoder)与一组复杂编译器(Complex Decoder)组成。

  酷睿处理的另一个技术亮点就是数据预读取技术。这也是早在图拉丁身上就出现了的新型技术,可以有效弥补缺乏内存控制器、导致内存存取延迟较长的缺憾。数据预读取技术可在处理器将数据回存内存的同时,预测后继的加载指令是否采用相同的内存地址。如果不是,就可立即执行加载动作,无须等待该回存指令,这可大幅改善乱序执行(Out-Of-OrderExecution)核心的效率,并缩短存取内存的延迟。

  而增强的“预先加载机制”则可满足第二项要求。Core微架构每个核心分别内建一组指令及二组数据预先抓取器,而共享的二级缓存内建两组、可动态分配至不同的核心的数据预先抓取器,可根据应用程序数据的行为,进行指令与数据的预先抓取动作,让所需要的内存地址数据,尽量存放在缓存中,减少读取内存的次数。

  酷睿的电源管理机制基本上改良自图拉丁奔腾III-M与奔腾M的设计,即处理器内各功能单元并非随时保持启动状态,而是根据预测机制,仅启动需要的功能单元。不过在酷睿上新采用的分离式总线(SplitBuses)、数字热感应器(Digital Thermal Sensor)以及平台环境控制接口(PlatformEnvironment Control Interface)等技术的实际效果,要比以往模糊的省电效果实在得多。

  温控方面,英特尔在酷睿处理器中最容易发热的位置,放置数字热量传感器(Digital ThermalSensor),通过专门的控制电路,监控处理器的发热量以及运作模式,然后动态调整系统电压、系统风扇转速。

  酷睿既然是基于P6架构,因此也有P6架构的缺点,比如说工作主频无法像奔腾4那样狂飙。P6家族处理器的工作主频提升,很大程度都是依赖制造工艺的改进,而不是加长运算管线。在45nm工艺采用之前,酷睿的核心频率很难超过3GHz,那些用着3.8GHz奔腾4处理的用户还有一段可以YY主频的时间。

  总之,酷睿的发布,P6微架构的回归对业界影响深远,因为它代表着这样一种思路:即在降低耗电量的前提下,追求最大化的性能,而并非过去的“唯主频论”。

图拉丁赛扬相关参数

  · 基于0.13微米Tualatin PentiumIII核心

  · 起始频率达900MHZ-1.4GHZ

  · 100MHz FSB (轻松超频133)

  · 一级缓存:32KB(16KB指令缓存+16KB数据缓存)

  · 二级缓存:全速256KB(8路全速),

  · 核心电压:1.475V、1.5V

  · FC-PGA2封装(Socket 370 针脚)

  · 支持MMX、SSE

  · 功耗:27w

  图拉丁奔腾P3-S相关参数:

  · 基于0.13微米Tualatin PentiumIII核心

  · 起始频率达1.13GHZ-1.53GHZ

  · 133MHz FSB

  · 一级缓存:32KB(16KB指令缓存+16KB数据缓存)

  · 二级缓存:全速512KB(8路全速),

  · 核心电压:1.45V

  · FC-PGA2封装(Socket 370 针脚)

  · 支持MMX、SSE

  · 功耗:27w

  特别补充:那么采用的图拉丁内核的PIII都有那些呢?

  PIII-S:这可以说是采用了图拉丁内核最强的处理器,前面已经详细介绍过了。它拥有512K的全速二级缓存和133外频,由于性能上的卓越表现,Intel不得不将他转向服务器市场,主攻低端服务器领域。

  PIII-M:这款处理器可以看作是移动版的PIII-S,同样用有512K的全速二级缓存和133外频,具有更低的功耗,主要攻占笔记本市场。就今日来看PIII-M依然是非常先进的,可以说是一款非常成功的移动处理器,丝毫不比P4-M差。一个拥有PIII-M处理器的本本也可以算是经典了。

  PIII-T:这也是一款采用了图拉丁内核的PIII,我们可以把它看作是简化版的PIII-S,因为它只有256K的二级缓存与图拉丁赛杨相比仅仅是拥有133外频,所以PIII-T的性价比还不如图拉丁赛杨。PIII-T作为后期产品是Intel为了完整产品线的尴尬之作。

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