王者Intel的“移动之路”——Intel移动处理器技术解析
笔记本专区
编者按:很多读者都来信反映“笔记本专区”没有技术讲解,看起来不过瘾。笔记本发展到现在,各种技术都趋于成熟,也确实有为希望了解笔记本技术的读者系统地讲一下笔记本技术的必要了,从本周开始我们就为大家献上一份笔记本技术大餐,希望各位读者喜欢。
与台式机处理器市场中Intel和AMD龙争虎斗的竞争势态完全不同,在移动处理器领域,Intel始终以“老大哥”的身份稳坐着头把交椅。不可否认,在Intel这棵参天大树旁,其他移动处理器厂商一直是惨淡经营,就连“死对头”AMD也不能撼动其移动处理器市场的王者地位。王者是怎样一路走来的呢?今天我们就来看一看。
性能一路攀升
对于移动处理器来说,衡量其性能主要从运算速度、功耗和发热量这三个最基本的指标着手。这些指标又与处理器本身有着很大的关系,一般来说是由主频、位宽、前端总线、缓存和封装工艺等所决定的。
从Intel早期的Pentium发展到最新的Merom双核处理器,不仅处理器主频有了几十倍的增长,而且性能功耗比(Performance Per Watt)、并行运算能力以及多媒体和游戏表现也有了千万倍的提升;在数据位宽上,最新的Merom已由原先普遍采用的32bit发展为64bit,数据处理能力更强;从前端总线看,Merom拥有高达667MHz的前端总线;处理器二级缓存的增长也相当惊人,从早期的128KB、256KB发展到了1MB、2MB和4MB,性能有了显著提升;再看封装工艺,早期的处理器采用TCP、MMC、MMC1和MMC2封装,而现在已发展为成熟的Micro-FCPGA和Micro-FCBGA,性能更稳定、更可靠。
节能技术不断发展
众所周知,笔记本的移动性非常重要,而且其内部空间狭小,散热条件不理想,因而,“节能”一直是笔记本处理器的主旋律之一。从Pentium Ⅲ级别的处理器开始,Intel采用了一种名为SpeedStep的节能技术(部分早期的Pentium Ⅲ处理器不支持该技术)。SpeedStep技术的应用,使Intel移动处理器在功耗和发热量的控制上颇有成效。SpeedStep技术发展到现在,已经历了SpeedStep、Enhanced SpeedStep、Improved Enhanced SpeedStep、Deeper Sleep和Enhanced Deeper Sleep等几个阶段。
SpeedStep技术可以自动或按用户的命令来切换工作模式,切换时间小于1/2000秒。当处理器切换为低负荷工作时,SpeedStep技术会降低处理器的工作电压和运行频率,进而降低处理器的功耗。Enhanced Deeper Sleep技术可让处理器在多个性能模式之间实时动态切换电压和频率,而且无须重启电脑即可通过转换总线倍频、内核工作电压和内核处理器速度实现以上切换。Enhanced Deeper Sleep技术还支持动态总线暂停(Dynamic Bus Parking)特性,当处理器处于低负荷状态时,芯片组的功耗也随之降低,从而降低了平台的整体能耗。
多媒体性能日益增强
Intel早期的移动处理器功能比较单一,随着技术的发展,处理器功能越来越完备,除了基本的计算功能外,大多数产品支持MMX技术、SSE技术,新款产品还支持防毒技术、虚拟化技术、64位运算技术(Intle EM64T)等。
MMX(多媒体增强指令集)是Intel为增强Pentium处理器在音像、图形和通信应用方面的性能而采用的一种技术,该技术为处理器增加了57条MMX指令,能大大提高应用程序对二维、三维图形和图像的处理能力。
SSE(单指令多数据流扩展)指令集是Intel在Pentium Ⅲ处理器中率先推出的。SSE指令集包括了70条指令,其中包含提高3D图形运算效率的50条SIMD(单指令多数据技术)浮点运算指令、12条MMX 整数运算增强指令、8条优化内存中连续数据块传输指令。这些指令对图像处理、浮点运算、3D运算、视频处理、音频处理等诸多多媒体应用起到强化作用。Pentium Ⅲ以后的处理器也都支持SSE指令集,较新的处理器还支持SSE2、SSE3和SSE4指令集。
Intel自2005年末开始在其处理器产品线中推广应用虚拟化技术(Intel Virtualization Technology),Yonah和Merom处理器都支持虚拟化技术。该技术允许在一个平台同时运行多个不同的操作系统,并且应用程序都可以在相互独立的空间内运行而互不影响,从而显著提高了计算机的工作效率。Yonah和Merom两款处理器还支持增强型病毒防护功能。在64位运算能力上,Intel目前只有Merom移动处理器支持这一功能。