变革的时代──2004年硬件技术与产品预览
硬件周刊
“处理器的功能和复杂性每18个月就会增加一倍,而成本却成比例地递减”──这段熟悉的内容正是众所周知的摩尔定律,虽然摩尔定律不能保证在若干年后依然有效,但它确实可以概括出过去和当前硬件技术的发展情况。与此同时,还有另一条看似很巧合的规律:每隔4年左右,硬件技术和产品都会有一次大的变革。1997年我们迎来了Pentium Ⅱ和AGP;2000年,Pentium 4、K7和GPU开始大行其道;而当我们经历了一个相对平淡的2003年后,期待多年的硬件大变革终于将出现在2004年。
2003年的PC产品架构没有发生革命性的变化,主要还是通过提高主频的方式来提高性能,惟一的革命性产品──K8处理器虽然已经开始销售,但还仅仅只是概念型产品。2004年,等待我们的将会是Prescott、K8、PCI Express和DDRⅡ……处于变革时代的各大硬件厂商的竞争也为2004年的PC市场增添了不少悬念。
中央处理器──新工艺引领架构大变革
2004年对于Intel和AMD来说都是很关键的一年,两家公司都会有新核心、新架构的处理器问世。2004年的重点是90纳米制造工艺。即将正式发布的Prescott预示着Intel将全面转向90纳米工艺,而AMD也将在今年全面使用90纳米工艺的SOI技术,为64位处理器的量产铺平道路。
英特尔
很多人都猜测Intel基于下一代核心Prescott的新处理器将采用“Pentium 5”这个名称,但最新消息表明未来Intel的90纳米处理器Prescott暂时不会采用这一名称,而是依然保持Pentium 4的品牌。Pentium 5离我们应该还有很长一段日子,也许会是LGA 775(Socket T)接口的Prescott,但更有可能是2004年底发布的Tejas核心处理器。
2004年Intel仍然坚持走32位桌面处理器的主力路线。今年年初Intel首先会推出两款基于Northwood核心、0.13微米工艺制造的3.4GHz处理器,其中一款为512KB二级缓存的P4C,另一款则是采用了2MB二级缓存的P4 EE,两款产品均为800MHz FSB,可在现有的i865/875系列主板上使用,这两款处理器也达到了Northwood核心的极限频率。在这之后Intel将开始全面转向Prescott核心,并在第一季度发布一系列Prescott核心的Pentium 4E,主频分别为3.4GHz、3.2GHz、3.0GHz、2.8GHz,支持SSE3指令集(包含了13条Prescott新增指令)和超线程技术(同时发布的还有一款不支持超线程技术采用533MHz FSB的Prescott 2.80A,估计是出于市场细分的结果),采用800MHz FSB及1MB二级缓存,沿用Socket 478接口,能兼容目前的i865/875主板(但需要主板兼容Prescott特性)。在第一季度Intel的桌面产品依旧会以0.13微米工艺的Northwood为主,而采用Socket 478接口的第一代Prescott最高频率大约为3.6GHz。
到了第二季度,Prescott核心LGA 775架构的处理器将全面上市,最高频率有望达到4.0GHz以上。同时在赛扬处理器方面,Intel将在第二季度推出90纳米工艺、533MHz FSB和256KB二级缓存的Prescott赛扬,并在第三季度推出LGA 775架构的Prescott赛扬,最高频率将达到3.06GHz以上。遗憾的是Prescott赛扬仍然不能支持超线程技术,但性能也比现有的Northwood赛扬强大不少。
Intel还将在2004年底发布Tejas处理器,新增TNI指令集,支持增强型超线程技术。第一款Tejas处理器将采用90纳米工艺,前端总线为1.06GHz,起始频率预计为4.0GHz,此后将转向更先进的65纳米制造工艺。经历了Prescott的多次跳票,Tejas是否能如期发布也将是一个未知数,但我们可以看到,在未来很长一段时间内,Intel都无意将64位处理器引入到桌面计算领域。
但面对AMD的威胁,Intel也并非视而不见,因为Intel一直没有放弃对桌面64位计算的研究──Yamhill,这很可能就是研发中的x86-64架构处理器。也许Intel其实已经有具备64位运算能力的Prescott或者Tejas,只是出于市场和产能等考虑,要等时机成熟后再发布,这很可能就是Intel暂时不引入“Pentium 5”的原因。如果事实和推想的一致,AMD的压力就很大了,如果2004年不能在Intel的紧逼下进一步扩展其64位处理器的市场的话,到了2005年这种技术上的领先可能就会损失殆尽了。
AMD
首先需要说明的是,Socket 462架构的32位K7处理器在2004年还将长期、广泛地存在,但已经不会再有新品推出,因此本文不再阐述。2004年AMD的首要任务,就是让64位处理器尽快占据主流市场。2003年我们已经知道Athlon 64系列处理器将会有940针、939针和754针三种封装方式,其中Socket 940原本是服务器版处理器Opteron的架构,采用Socket 940的Athlon 64FX集成了双通道内存控制器,低端的Socket 754产品则只支持单通道内存。而Socket 939是两者的折中体现,相比Socket 754,增加了双通道内存控制器的支持;而相比Socket 940,则少了一项多处理器并行计算的服务器产品功能。在2004年,Athlon 64将逐渐取消Socket 940产品,以此来和Opteron划清界限。
整个2004年上半年,AMD依旧将采用0.13微米制造工艺,其中面向高端用户的Athlon 64FX将会同时发售Socket 940和Socket 939两个版本。主流的Athlon 64将采用新一代Newcastle核心,二级缓存减半为512KB,接口为Socket 939或Socket 754。到了2004年下半年,AMD也将全面转向90纳米制造工艺,高端的Athlon 64FX将转向90纳米制程的SanDiego核心,采用Socket 939封装形式;而主流的Athlon 64也将转向90纳米制程的Winchester核心,有Socket 939和Socket 754两个版本。届时桌面级Athlon 64系列处理器已经取消了940针的封装形式。
在32位处理器方面,尽管已有一系列的Socket 462产品,但AMD还将在第二季度推出一款采用90纳米制程、Socket 754封装的32位产品,核心代号为Paris,二级缓存256KB,产品名称依旧为Athlon XP。根据已知的消息,到2004年第二季度以后将不会再有使用单通道DDR内存控制器的64位处理器产品,因此将来Socket 754和Socket 462架构的处理器均为AMD的低端武器Athlon XP,AMD表示Athlon XP还将沿用到2006年。此外,所有的Socket 939处理器都将具有1GHz HyperTransport高速总线。
我们可以看到2004年AMD在高中低端已经准备了足够多的产品来对抗Intel的进攻,虽然目前我们还无法判断基于X86-64架构技术的AMD处理器在实际应用中究竟有多大优势,但我们希望AMD能在2004年的两强争霸中赢得更多的主动,打一个漂亮的翻身仗。AMD作为桌面64位计算的吃螃蟹者,值得我们尊敬与喝彩。技术竞争加速产品的进步和降价,永远都是有利于消费者的。
主板芯片组──PCI Express造就总线大变革
早在2003年的春季IDF,Intel就公布了PCI Express的产品开发计划:将在2004的全线芯片组中加入对PCI Express系统总线的支持。这一计划不仅直接影响芯片组市场的走向,而且将有力地带动显卡、内存等相关技术的变革。PCI Express将于今年上半年正式登场,作为一种新的总线标准,PCI Express ×16使用16对线路,单向传输最高达到4GB/s,双向传输可达8GB/s的带宽,还具备高兼容性、易扩展性、低功耗等优点。它的出现将彻底解决PCI总线带宽严重不足的现状,是近10年来总线技术的重大突破。
英特尔
对于芯片组厂商来说,PCI Express不再是强制性标准,由于它跟HyperTransport一样,都是通用协议,因此芯片组厂商可以按照自己的意愿任意选择。不过Intel不会使用HyperTransport已成定局,第二季度上市的Intel芯片组Grantsdale-P、Grantsdale-G以及Alderwood都将支持PCI Express技术。
Alderwood系列芯片组是面向高端市场的产品,以取代目前的i875P。它支持PCI Express、双通道DDR400或双通道DDRⅡ533、800MHz FSB或1.06GHz FSB及Socket T,与Grantsdale不同的是,Alderwood很可能支持新一代的PAT功能;Grantsdale系列芯片组面向主流市场,包括Grantsdale-P和整合显示芯片的Grantsdale-G,以取代目前的i865系列芯片组;此外,Intel还计划在第三季度推出针对赛扬处理器的Grantsdale-GL芯片组,主要面向低端市场,不支持DDRⅡ、PCI Express和超线程技术。
Alderwood和Grantsdale系列将采用全新的总线系统和南桥芯片连接,这种总线名称是DMI(Direction Media Interface),传输带宽达到2GB/s。新一代南桥芯片ICH6/R将加入对802.11a/b/g无线网络的支持,还将支持S-ATA RAID 0、1和0+1功能。
Grantsdale系列芯片组同时支持DDR和DDRⅡ两种内存,这是Intel吸取RDRAM的教训所采取的策略,在DDRⅡ获得广泛支持以前,Intel芯片组仍继续支持DDR。因此Alderwood和Grantsdale两个系列芯片组将是近年来最具革命性的产品,不仅引入众多的新技术,而且注重承前启后自然过渡,这也再次证明了需求分析是消费市场不可违背的重要规律。
威盛
2004年,芯片组仍将是VIA的主打产品。在Intel阵营中,为了回应Grantsdale-P和Alderwood,VIA的新品PT890芯片组支持前端总线800MHz,支持Prescott、双通道DDRⅡ内存和PCI Express。威盛新一代VT8239南桥芯片是VT8237的升级版本,支持4个S-ATA设备和4个ATA 133设备,同时还支持千兆以太网、S-ATA RAID和JBOD,但是不会集成WLAN功能。随后VIA还将发布PM890芯片组,虽然其图形性能要远低于独立显卡,但较高的性价比足以对Intel的Grantsdale-G构成威胁。
VIA在K8T800芯片组获得成功之后,目前正在筹划新一代K8T800 Pro芯片组。K8T800 Pro芯片组将支持1GHz HyperTransport总线(目前K8T800芯片组只支持到800MHz HyperTransport总线),总线带宽将提升到8GB/s。2004年第二季度VIA将发布K8T890芯片组,支持800MHz/1GHz FSB及PCI Express。随后还将发布集成UniChrome 3图形内核的K8M890芯片组。
至于Socket 462平台,VIA还将继续推出支持双通道DDR内存的KT880芯片组来取代KT600,至此VIA整个K7平台芯片组的发展将画上句号。
NVIDIA
年初NVIDIA不会有什么芯片组新品,但从2月份开始,NVIDIA将会推出很多K8平台芯片组。除了对应PCI Express的Crush 3GIO之外,NVIDIA芯片组的重点将转移到南桥芯片,计划推出两款全新的南桥芯片MCP-S和MCP-S1000。MCP-S支持S-ATA、RAID 0、1和0+1,MCP-S1000在MCP-S的基础上支持千兆以太网,同时支持ASP、IPv6。
矽统
一直主攻低端市场的SiS在今年将全面进入高端市场,2004年,SiS芯片组的主攻方向是PCI Express和DDRⅡ。在Intel平台方面,SiS计划将在3月推出SiS 656,支持PCI Express和双通道的DDR400/DDRⅡ。后续产品SiS 656FX的架构和SiS 656相同,使用了更先进的内存控制器。在AMD方面,SiS也提供了完整的处理方案。SiS 756和SiS 761两款芯片组均支持Athlon 64处理器,其HyperTransport总线从800MHz提升到1GHz,单向传输速率高达4GB/s。SiS 761还整合了DX9显示芯片。
SiS将在6月推出面向主流市场的SiS 662芯片组,支持双通道DDR400/DDRⅡ,整合DX9。与NVIDIA相似的是SiS也将在2004年摆脱南桥芯片落后的尴尬境地,新一代南桥芯片SiS 965支持8个USB 2.0、PCI Express、千兆网卡、IEEE1394接口和6声道的音频解决方案,并集成PATA和SATA控制器,支持RAID。
ATi
2004年ATi将为Prescott处理器推出RS350和RS400两款芯片组。RS300/350都支持双通道DDR400和超线程技术,RS400芯片组将抛弃AGP,正式启用PCI Express标准,支持1.06GHz FSB、双通道DDRⅡ和Socket T,整合DX9显示芯片。ATi还将于上半年发布新型的K8芯片组,代号为RS480和RX480,两者均支持PCI Express,不同之处在于前者整合了显卡。新一代南桥芯片ATi IXP400将支持4个S-ATA、ATA100/133、8个USB 2.0、AC'97等。
在2004年的芯片组市场上,最引人注目的技术将是PCI Express,这一新技术的推广应用,将大幅度提高计算机的性能,同时也将对未来的主板市场产生积极而深远的影响。南桥芯片也将是今年芯片组竞争的重点之一。
显示芯片──新总线带动接口大变革
2004年显示芯片的重点并不是ATi或者NVIDIA要开发出什么划时代的GPU,而是PCI Express。PCI Express将从根本上超越AGP 4×/8×,突破数据传输的瓶颈。虽然PCI Express本是一项总线技术,但首先出现的PCI Express设备是对带宽要求极高的显卡。
ATi VS NVIDIA
ATi在2004年第一季度将会推出R420来主攻高端市场,R420采用0.13微米工艺制造,内核可能集成1.6亿个晶体管(比Prescott还高)。同时,由于GDDR3显存供应量有限,并且价格高昂,因此R420很有可能继续采用GDDR2显存;另外目前显存要实现512bit位宽尚有难度,因此显存采用256bit。R420的核心/显存工作频率为500MHz/1GHz,产品将在CeBIT 2004大展上发布。前期推出的R420依然是AGP 8×接口的产品。从第二季度起,ATi将全面跨入PCI Express的时代。
与ATi相同,NVIDIA在2004年的显示芯片从高端到中低端产品都会有基于PCI Express接口的产品,但在第一季度还是以AGP 8×产品为主。年初NVIDIA将会推出NV40来主攻高端市场,显存方面已经确定是GDDR2。与此同时,还有一款新瓶装旧酒的NV36X,它其实就是PCI Express接口的GeForce FX 5700,性能上会有一定的提升。
按照惯例,随后NVIDIA和ATi都会推出一系列的衍生产品。鉴于NVIDIA和ATi的图形芯片产品都呈现太多太杂且难于准确估计的局面,我们用一个表格来简要归类两家公司2004年的主要产品和定位。
XGI VS S3
XGI(图诚)无疑将是2004年显示芯片市场的一枚重磅炸弹。XGI在2003年底开始量产Volari系列桌面显示芯片,表现不俗。为了和ATi、NVIDIA的高端产品竞争,XGI还推出了Volari Duo双芯片产品。目前,已经有两家显示卡厂商Club3D和CP(撼迅)生产基于Volari系列芯片的显示卡产品。另外,传言华硕、技嘉、升技都将推出Volari系列显卡。此外,淡出独立显卡市场多年的S3卷土重来,在2004年将发布一系列的DeltaChrome产品,主要目标也定位在中端市场和部分高端市场。XGI和S3的加入有望打破多年来显示芯片市场两强争霸的单调局面,带给消费者更多的选择。
显示芯片的两强竞争我们已经看腻了,好在XGI和S3及时地加入这场没有硝烟的战斗。同时,也不要忘了整合芯片组的老大哥──Intel也在虎视眈眈。
尾声──DDRⅡ能成为主流吗
相对于上述“三大件”,内存的发展显得更加“扑朔迷离”一些,因为多年来的经验表明,内存的换代很大程度上会受到市场的牵制,技术并不代表一切,RAMBUS的惨败就是最明显的例子。从理论上讲,DDRⅡ的位宽是DDR的两倍,执行性能也是接近DDR的两倍,是非常成熟的下一代产品。虽然按照计划,DDRⅡ会随着芯片组的发展,逐步成为2004年的主流,但从需求上看,双通道DDR400已经能满足800MHz FSB的带宽,而2004年的主流处理器并不会需要更大的带宽,这就令DDRⅡ的普及受到了很大的阻碍。另一方面,制造DDRⅡ需要内存厂商更新制造工艺,成本不菲。更重要的一点,消费者是不会愿意为了性能上的微弱提升,而在内存上成倍地花钞票的。因此,虽然DDRⅡ会在未来显卡上成为显存的标准配制,但在系统内存领域,DDRⅡ还有很长的路要走。DDRⅡ取代DDR只是一个时间问题,但是不是在2004年,这就需要整个2004年的具体市场情况来决定了。
