2003年主流CPU技术参数速查手册

硬件周刊

刘进勇

CPU(Central Processing Unit，中央处理单元)控制整台电脑的运行和工作。作为电脑的核心，它的操作指令是一些通用指令集，是可编程的全能单元，几乎可以完成所有运行处理工作。

本文列出2003年主流CPU技术参数供读者速查。

一、CPU核心技术与频率计算

1.CPU核心技术

(1)主频：是CPU运算时工作频率的简称，指在一个时钟周期内发生的同步脉冲数。主频在很大程序上决定了计算机的运行速度。在同一系列的CPU中，主频越高意味着计算机的速度也越快。但是对于不同种类的CPU，主频对速度的影响只具有参考意义，而非绝对。过去主频的单位为兆赫兹(MHz)，但随着计算机速度的提升，现在已经变为千兆赫兹(GHz)了。

(2)外频与倍频：外频即系统总线的工作频率，有时也叫做系统前端总线(FSB)频率。倍频是指CPU外频与主频之间相差的倍数。

CPU的主频与外频的关系是：CPU主频＝外频×倍频数

比如，Pentium 4 3.20GHz CPU，它的外频是800，则倍频为4。

(3)缓存：即Cache。从486时代开始的所有CPU都有一个集成的Cache和Cache控制器。集成的L1 Cache(一级缓存)的大小随着不同的CPU而有所不同。从8KB逐渐增加到32KB、64KB，在最新的CPU中还有更多的容量。一级缓存一直都是做在CPU核心上的，它以全核心速度运行。另外，现在的系统中普遍采用二级缓存(L2 Cache)。在Pentium时代的CPU指一级缓存集成在CPU内部，而二级缓存则做在主板上。发展到现在，二级缓存已移动到CPU内部了。

(4)制造工艺：CPU生产处理过程的工艺水平决定着芯片上每一层线路的宽窄和每一个晶体管的大小。比如，Pentium Ⅱ在使用0.35微米工艺制造时，芯片模块每一面直径是14.2毫米，但改用0.25微米工艺制造后，芯片模块直径缩小到10.2毫米。这样就使得CPU生产商在相同大小的硅片上能够制造出更多的CPU，从而降低了生产成本，而且也会让CPU的能量消耗减少。

(5)工作电压：即Supply Voltage，是指CPU正常工作所需的电压。早期CPU(286～486时代)的工作电压一般为5V，那是因为当时的制造工艺相对落后，以致CPU的发热量太大，减短使用寿命。随着CPU的制造工艺与主频的提高，近年来各种CPU的工作电压有逐步下降的趋势，以解决发热过高的问题。

2.Intel超线程(Hyper-Threading)技术

超线程(Hyper-Threading)技术是Intel的创新设计，藉由在一颗实体处理器中放入两个逻辑处理单元，让多线程软件可在系统平台上平行处理多项任务，并提升处理器的执行资源的使用率。使用这项技术，处理器的资源利用率平均可提升40%，大大增加处理器的可用性能。

超线程是同时多线程技术(SMT，Simultaneous Multi-Threading)的一种，这种技术可经由复制处理器上的结构状态，让同一个处理器上的多个线程同步执行并共享处理器的执行资源。

对支持多处理器功能的应用程序而言，超线程处理器被视为两个分离的逻辑处理器。应用程序不须修正就可使用这两个逻辑处理器。同时，每个逻辑处理器都可独立响应中断。第一个逻辑处理器可追踪一个软件线程，而第二个逻辑处理器则可同时追踪另一个软件线程。由于两个线程共同使用同样的执行资源，因此不会产生一个线程执行的同时，另一个线程闲置的状况。该方式将大大提升每个实体处理器中的执行资源使用率。

使用这项技术后，每个实体处理器可成为两个逻辑处理器，让多线程的应用程序能在每个实体处理器上平行处理线程层级的工作，提升了系统效能。随着应用程序针对平行处理技术的逐步优化，超线程技术为新功能及用户不断增长的需求提供了更大的改善空间。

3.CPU频率与性能

长期以来，CPU都是以频率高低作为衡量性能的标准，而绝大多数用户更是简单地理解为工作频率高的CPU速度一定比频率低的快！

决定CPU性能的惟一标准应该是运算力水平，比如每秒可以执行多少条指令、可做多少次浮点运算等等。这些指标与CPU的内部设计和频率高低有关系，但绝非高频必定高性能。在实际应用测试中，频率较低的Athlon XP表现出快于高频Pentium 4性能的情况比比皆是，对于不同体系的产品简单以频率作为衡量的标准，显然没有说服力。

为了直观地说明CPU性能的等级，AMD采用PR值来标示产品的实际频率数值。PR值，指的是TPI(True Performance Initiative)，即所谓真实性能标准，它可以真实地反映CPU的应用效能，并且更为精确地测评处理器运行应用程序性能的标准，PR算法和以前采用的用CPU工作频率来衡量其性能的方面截然不同。

AMD以Pentium 4系统的性能作为参照，通过公式计算出PR值，以此来说明产品的性能相当于什么型号的Pentium 4。如，Athlon XP 2.17GHz的总体性能与Pentium 4 3GHz相当，那么它的PR值就是“3000+”。此外，由于核心设计、前端总线、缓存单元的变化都会令同频CPU表现出不同的性能，因此AMD必须随时调整PR计算方法，才能获得比较准确的PR值，目前AMD官方发布4种计算公式：

Athlon XP(Thoroughbred A/B核心，总线频率266/333MHz)：PR值=(3×实际频率)÷2-500

Athlon XP(Barton核心，总线频率333MHz)：PR值=(3×实际频率)÷2-200

Athlon XP(Barton核心，总线频率400MHz)：PR值=(3×实际频率)÷2-100

Athlon 64(ClawHammer核心，总线频率800MHz)：PR值=(3×实际频率)÷2+400

二、主流CPU技术参数速查

1.Intel（英特尔）

（http://www.intel.com.cn）

产品型号

总线频率(MHz)

CPU架构

核心类型

L1/L2缓存（KB）

制造工艺（微米）

工作电压（伏）

晶体管数目（万）

核心面积（mm2）

HT

支持

多媒体指令集

Pentium4 2.0

400

Socket478

Willamette

20/256

0.18

1.75

4200

217

否

MMX、SSE、SSE2

Pentium4 2.0A

400

Socket478

Northwood

20/512

0.13

1.55

5500

146

否

MMX、SSE、SSE2

Pentium4 2.20

400

Socket478

Northwood

20/512

0.13

1.55

5500

146

否

MMX、SSE、SSE2

Pentium4 2.40

400

Socket478

Northwood

20/512

0.13

1.55

5500

146

否

MMX、SSE、SSE2

Pentium4 2.50

400

Socket478

Northwood

20/512

0.13

1.55

5500

146

否

MMX、SSE、SSE2

Pentium4 2.60

400

Socket478

Northwood

20/512

0.13

1.55

5500

146

否

MMX、SSE、SSE2

Pentium4 2.26

533

Socket478

Northwood

20/512

0.13

1.55

5500

146

否

MMX、SSE、SSE2

Pentium4 2.40B

533

Socket478

Northwood

20/512

0.13

1.55

5500

146

否

MMX、SSE、SSE2

Pentium4 2.53

533

Socket478

Northwood

20/512

0.13

1.55

5500

146

否

MMX、SSE、SSE2

Pentium4 2.66

533

Socket478

Northwood

20/512

0.13

1.55

5500

146

否

MMX、SSE、SSE2

Pentium4 2.80

533

Socket478

Northwood

20/512

0.13

1.55

5500

146

否

MMX、SSE、SSE2

Pentium4 3.06

533

Socket478

Northwood

20/512

0.13

1.55

5500

146

是

MMX、SSE、SSE2

Pentium4 2.40C

800

Socket478

Northwood

20/512

0.13

1.525

5500

146

是

MMX、SSE、SSE2

Pentium4 2.60C

800

Socket478

Northwood

20/512

0.13

1.525

5500

146

是

MMX、SSE、SSE2

Pentium4 2.80

800

Socket478

Northwood

20/512

0.13

1.525

5500

146

是

MMX、SSE、SSE2

Pentium4 3.20

800

Socket478

Northwood

20/512

0.13

1.525

5500

146

是

MMX、SSE、SSE2

Celeron 2.0

400

Socket478

Northwood

20/128

0.13

1.525

5500

146

否

MMX、SSE、SSE2

Celeron 2.10

400

Socket478

Northwood

20/128

0.13

1.525

5500

146

否

MMX、SSE、SSE2

Celeron 2.20

400

Socket478

Northwood

20/128

0.13

1.525

5500

146

否

MMX、SSE、SSE2

Celeron 2.30

400

Socket478

Northwood

20/128

0.13

1.525

5500

146

否

MMX、SSE、SSE2

Celeron 2.40

400

Socket478

Northwood

20/128

0.13

1.525

5500

146

否

MMX、SSE、SSE2

Celeron 2.50

400

Socket478

Northwood

20/128

0.13

1.525

5500

146

否

MMX、SSE、SSE2

Celeron 2.60

400

Socket478

Northwood

20/128

0.13

1.525

5500

146

否

MMX、SSE、SSE2

注：HT支持即Hyper-Threading，超线程技术支持。

2.AMD（超微）

（http://www.amd.com）

产品型号

主频（GHz）

总线频率(MHz)

CPU架构

核心类型

L1/L2缓

存（KB）

制作工艺

（微米）

工作电压

（伏）

晶体管数

目（万）

核心面积（mm2）

多媒体指令集

Athlon XP 2000+

1.67

266

Socket462

Thoroughbred A

128/256

0.13

1.65

3750

80

MMX、SSE、3Dnow

Athlon XP 2100+

1.73

266

Socket462

Thoroughbred A

128/256

0.13

1.65

3750

80

MMX、SSE、3Dnow

Athlon XP 2200+

1.80

266

Socket462

Thoroughbred A

128/256

0.13

1.65

3750

80

MMX、SSE、3Dnow

Athlon XP 2000+

1.67

266

Socket462

Thoroughbred B

128/256

0.13

1.65

3750

80

MMX、SSE、3Dnow

Athlon XP 2100+

1.73

266

Socket462

Thoroughbred B

128/256

0.13

1.65

3750

80

MMX、SSE、3Dnow

Athlon XP 2200+

1.80

266

Socket462

Thoroughbred B

128/256

0.13

1.65

3750

80

MMX、SSE、3Dnow

Athlon XP 2400+

2.00

266

Socket462

Thoroughbred B

128/256

0.13

1.65

3750

80

MMX、SSE、3Dnow

Athlon XP 2600+

2.13

266

Socket462

Thoroughbred B

128/256

0.13

1.65

3750

80

MMX、SSE、3Dnow

Athlon XP 2600+

2.08

333

Socket462

Thoroughbred B

128/256

0.13

1.65

3750

84

MMX、SSE、3Dnow

Athlon XP 2700+

2.16

333

Socket462

Thoroughbred B

128/256

0.13

1.65

3750

84

MMX、SSE、3Dnow

Athlon XP 2800+

2.26

333

Socket462

Thoroughbred B

128/256

0.13

1.65

3750

84

MMX、SSE、3Dnow

Athlon XP 2500+

1.83

333

Socket462

Barton

128/256

0.13

1.65

5430

101

MMX、SSE、3Dnow

Athlon XP 2800+

2.08

333

Socket462

Barton

128/256

0.13

1.65

5430

101

MMX、SSE、3Dnow

Athlon XP 3000+

2.17

333

Socket462

Barton

128/256

0.13

1.65

5430

101

MMX、SSE、3Dnow

Athlon XP 3000+

2.10

400

Socket462

Barton

128/256

0.13

1.65

5430

101

MMX、SSE、3Dnow

Athlon XP 3200+

2.20

400

Socket462

Barton

128/256

0.13

1.65

5430

101

MMX、SSE、3Dnow

Athlon 64 2800+

1.6

800

Socket754

ClawHammer

128/1024

0.13（SOI）

1.5

10500

193

MMX、SSE、SSE2、3Dnow、x86-64

Athlon 64 3000+

1.8

800

Socket754

ClawHammer

128/1024

0.13（SOI）

1.5

10500

193

MMX、SSE、SSE2、3Dnow、x86-64

Athlon 64 3200+

2.0

800

Socket754

ClawHammer

128/1024

0.13（SOI）

1.5

10500

193

MMX、SSE、SSE2、3Dnow、x86-64

Athlon 64 3400+

2.2

800

Socket754

ClawHammer

128/1024

0.13（SOI）

1.5

10500

193

MMX、SSE、SSE2、3Dnow、x86-64

Duron 1.4

1.4

266

Socket462

Applebred

128/64

0.13

1.5

3750

80

MMX、SSE、3Dnow

Duron 1.6

1.6

266

Socket462

Applebred

128/64

0.13

1.5

3750

80

MMX、SSE、3Dnow

Duron 1.8

1.8

266

Socket462

Applebred

128/64

0.13

1.5

3750

80

MMX、SSE、3Dnow

注：T-A即Thoroughred A;T-B即Thoronghbred B。SOI即Silicon on Insulator，绝缘体上硅技术。