“芯”跳的回忆——从制程看CPU/GPU的发展
硬件时空
每当新一代CPU(处理器)或GPU(图形处理器)问世时,人们都会热衷于讨论它采用了多少微米或纳米制程。的确,每一次制程(或制造工艺)的进步都会对芯片制造业产生举足轻重的影响,并演绎了一个个经典的传奇……
一、350nm之前——奔腾出世
1965年,摩尔在文章中提出,芯片上集成的晶体管数量大约每18个月就将翻一番,这便是著名的“摩尔定律”。这意味着,只有不断提高工艺,增加晶体管集成度,才能提升芯片的主频和性能。
处理器
1971年,Intel发布了第一个微处理器4004。4004采用10微米工艺生产,仅包含2300多个晶体管,时钟频率为108KHz。由于功能较弱,计算速度慢,4004只能用在Busicom计算器上。

1973年,主频为2MHz的8位微处理器8080问世,它采用6微米工艺,集成了6000个晶体管。由于它采用了NMOS(N沟道MOS)电路,因此运算速度比8008快10倍,后者采用了PMOS(P沟道MOS)电路。
之后,Intel又陆续推出了8086(1978年,3微米工艺,含2.9万个晶体管,频率有4.77MHz、8MHz和10MHz)、286(1982年,含13.4万个晶体管,频率为6MHz、8MHz、10MHz和12.5MHz)、386(1985年,含27.5万个晶体管,频率为16~33MHz,具备初级多任务处理能力)等处理器。
1989年,Intel发布了486。这款经过4年开发和3亿美金投入的处理器首次突破了100万个晶体管大关(集成了120万个晶体管),使用了1微米工艺。主频也从25MHz逐步提高到33MHz、40MHz、50MHz、66MHz。
这个时期,CPU制程开始向更高水平迈进。直到1993年,采用800纳米的奔腾(Pentium)的出世,让CPU全面从微米时代跨入了纳米时代。奔腾含有310万个晶体管,代表型号有Pentium 60(60MHz)和Pentium 66(66MHz)。此后,Intel又推出了奔腾75MHz~120MHz,制造工艺则提高到500纳米。
显示芯片
这个时期,最具代表性的显卡当数Trident 8900/9000,它第一次使显卡成为一个独立的配件出现在电脑中,而不仅仅是主板上的一块集成芯片。虽然从今天来看,该卡性能很弱,但它却是ISA显卡时代当之无愧的统治者。
另外,经典的Trident 9685/9750、S3 Trio64v+(765)/Virge、3Dfx Voodoo、ATI 3D Rage等都是这个时期显示芯片的代表。尤其是S3 Trio64V+(765),它最高支持2MB EDO显存、1024×768的分辨率和32位真彩色,在Pentium年代,它凭借出色的性能而成为当时的“2D之王”。
采用0.5微米工艺的Voodoo是3Dfx公司在1995年11月推出的第一款纯3D加速芯片,拥有每秒4500万的像素填充率,每秒100万个多边形的生成能力,支持双线性过滤。虽然Voodoo必须和普通的2D显卡配合使用,但它却让PC显卡跨入了全新的3D世界。
二、350nm时期——群雄并起
1995年后,半导体行业已普遍采用0.35微米(350nm)工艺进行主流芯片的生产。
处理器
从Pentium 133开始,Intel也开始采用0.35微米制程,新工艺的应用使得芯片的尺寸不断缩小,集成度不断提高,功耗降低,性能也相应提高了。
由于Intel在P5架构上申请了专利,这让在386/486时代苦苦跟随的AMD和Cyrix失去了“方向”。为此,这两家也推出了采用0.35微米工艺的5x86处理器(5x86 120及133),它是486级最高主频的产品,采用一体的16KB回写缓存,价性比超过了Pentium 75,而且功耗更小,颇受入门级用户的欢迎。
采用0.35微米工艺的产品还有Intel的Pentium MMX、Pentium Pro和早期Pentium Ⅱ(Klamath核心)及赛扬(Covington核心)、AMD的K5/K6、Cyrix M2等产品。
Pentium MMX(多能奔腾,P55C)是最典型的产品,它是第一个拥有MMX(Multi Media Extensions,多媒体扩展指令集,是Intel于1996年发明的一项多媒体指令增强技术,包括57条多媒体指令)技术的处理器,拥有16KB数据L1 Cache,16KB指令L1 Cache,具备450万个晶体管,功耗17W。在0.35微米工艺的帮助下,工作频率突破了200MHz。
为了抗衡Intel的Pentium MMX,AMD在K5之后也推出了后续产品K6。K6同样采用0.35微米工艺,内置880万个晶体管,采用C4倒装片互连技术封装,充分利用了芯片空间。主频有166MHz、200MHz和233MHz,支持MMX指令集及64KB L1 Cache(比奔腾MMX多一倍),整体性能要优于奔腾MMX。
显示芯片
在0.35微米时代,有代表性的显示芯片有3Dfx Voodoo2/Voodoo Banshee、Trident 9880(Blade 3D)、Matrox G200、S3 Virge/DX及GX、ATI 3D Rage Pro、SiS 6326、Intel 740、NVIDIA Riva 128及早期的TNT等。
其中Voodoo2是把3Dfx推向巅峰的3D显卡,而1998年1月推出的Banshee则是它集成了2D单元的产品。Banshee与Voodoo2的区别在于前者具有很强的2D处理能力。Banshee由于去掉了一个纹理单元,因此它在3D性能上落后于有两个单元的Voodoo2。
Trident 9880(Blade 3D)虽然曾一度淹没在Voodoo及TNT的光芒下,但它无疑是Trident历史上最成功的作品之一。作为一款面向低端市场的显示核心,Trident 9880支持8MB/105MHz SGRAM显存、DirectX 6.0,集成了128位3D加速引擎、DVD和AC3解码技术,并且提供TV-OUT接口。凭借出色的价性比,它一度在低端显卡市场上风光无限,并被VIA集成到MVP4等整合芯片组中。
谈到0.35微米时代的显示芯片,就不能不提NVIDIA的TNT。1998年秋,Riva TNT图形芯片问世,采用0.35微米制程,集成700万晶体管,核心频率为90MHz,具有两条渲染管线,两个材质处理单元,峰值填充率180MPixel/s。另外,TNT在画质上也有了较大提升,支持各项异性过滤和MIP贴图。TNT的诞生让高性能的3D加速不再是3Dfx的专利。
三、250nm时期——TNT2领舞
随着CPU/GPU性能及频率的增加,原有的制造工艺已无法满足要求,0.25微米(250nm)工艺便应运而生。
处理器
采用0.25微米工艺的处理器主要有AMD的K6-2、K6-Ⅲ、Athlon(K7,Pluto核心),Intel的Pentium Ⅱ(Deschutes核心)、Pentium Ⅲ(Katmai、Confidential核心)及赛扬(Mendicino核心)等。
最具代表性的产品当数Katmai及Confidential核心的Pentium Ⅲ,采用0.25微米制造工艺,集成900万个晶体管,支持包含70条新指令的SSE指令集,早期版本采用Slot 1接口。其中Katmai核心的产品运行在100MHz外频下,主频为450MHz、500MHz、550MHz。
此外,Socket7平台的K6-2也是250nm工艺的杰出代表。K6-2发布于1998年5月,外频为66/95/100MHz,主频266~500MHz。由于使用0.25微米工艺,集成了930万个晶体管,工作电压由以前的2.9V/3.2V降为2.2V。K6-2采用了3DNow!技术,给Socket7注入了新的活力。K6-2的超频性能不错,很多266MHz产品能轻松超到400MHz,而300MHz能超到450MHz。
显示芯片
采用0.25微米工艺制造的显示芯片主要有NVIDIA的Riva TNT2、ATI的Rage 128、SiS 300、S3的Savage 3D及Savage 4、3Dfx的Voodoo3/4/5、Matrox G400等。
其中最具代表性的显卡无疑是TNT2系列(标准版、Ultra及M64版)。由于采用了新的制造工艺,TNT2标准版的晶体管数由TNT的700万猛增到1500万,最大支持32MB显存。凭借在游戏中良好的表现及更佳的价性比,TNT2一举超越了当时顶尖的Voodoo3,成为显卡市场的新霸主。
此外,不容忽视的还有S3的Savage 3D和Savage 4。Savage 3D是S3在1998年5月推出的第一款3D加速卡,同样采用当时先进的0.25微米制程,具备128位总线结构及单周期三线性多重贴图,处理速度达到了125MPixel/s,具备不错的DVD软解压性能。但问题多多的驱动让它饱受非议,在TNT/TNT2面前只能俯首称臣。

四、220nm时期——催生GPU
熟悉硬件的朋友可能知道,在显示芯片的发展史上,由于制程过渡的需要,出现了一些处理器没有采用的制造工艺,0.22微米(220nm)便是其中的一种。
采用0.22微米工艺的显示芯片主要有NVIDIA的Riva TNT2 Pro及GeForce256、SiS 305等,虽然产品并不是很多,但该制程却“孕育”了第一块真正的GPU(Graphics Processor Unit,图形处理单元)——GeForce256。

作为全球第一个集成几何加速/转换、动态光影、三角形设置/剪辑和四像素渲染等3D加速功能的图形引擎,GeForce256拥有4条像素流水线,集成2300万个晶体管,核心频率为120MHz,提供了每秒1500万个多边形的效能,支持SDRAM或DDR显存。在DirectX 7支持下,通过T&L技术,它可将CPU从繁重的3D几何运算中解放出来,大大减轻CPU的负担,开创了3D显卡的新时代。
小知识:显示芯片和CPU的“时间差”
目前的显示芯片在制造工艺上要落后于CPU。例如CPU采用0.13微米工艺时,显示芯片还在采用0.18微米工艺和0.15微米工艺;CPU采用90纳米工艺时,显示芯片则还在使用0.13微米工艺和0.11微米工艺,所以大家在阅读时可错开阅读,以保持时期的准确性。
五、180nm时期——P4和Athlon XP来临
此前,芯片制造工艺的更新换代是以3年为一周期,但Intel率先将此周期缩短为2年——Intel公司在1995年实现了0.35微米工艺量产,1997年便已推出0.25微米产品,1999年又推出了0.18微米工艺,而2001年则实现0.13微米产品的量产。虽然0.18微米(180nm)工艺不如0.13微米工艺那么锋芒毕露,但也不容忽视。
处理器
采用0.18微米工艺的处理器主要有Pentium Ⅲ(Coppermine核心)、Pentium 4(Willamette核心)、Cyrix Ⅲ、Athlon(Orion、Thunderbird核心)、Athlon XP(Palomino核心)、Duron(Spitfire、Morgan核心)等产品。
其中Coppermine(铜矿)核心的Pentium Ⅲ集成了950万个晶体管,主频为500MHz~1GHz,核心电压1.65V,制程从0.25微米转向0.18微米,片内集成256KB全速二级缓存,系统总线频率有100MHz和133MHz两种。
由于制造工艺落后,Pluto核心Athlon的发热量居高不下。同期AMD也推出了采用更先进的0.18微米工艺的Orion(猎户座)核心Athlon处理器,在新工艺的支持下,该产品核心面积减小到102平方毫米,核心频率提高到750MHz~1000MHz,成为首款突破1GHz大关的处理器。
此外,在2000年6月,AMD还推出了经典的Thunderbird(雷鸟)核心处理器。该产品同样采用0.18微米工艺,陶瓷封装,接口从Slot A转向Socket A(Socket 462),拥有出色的超频能力。集成了3700万个晶体管,核心面积为120平方毫米,二级缓存为全速256KB。
值得回味的还有第一代Athlon XP,它采用Palomino(种马)核心,2001年10月推出,采用0.18微米工艺,集成1750万个晶体管,核心电压为1.75V左右,二级缓存为256KB,封装方式采用OPGA(有机针脚阵列),前端总线频率为266MHz,首度采用“PR(Performance Rating)值”方式标注,PR值为1500+至2100+,实际主频为1333MHz~1733MHz。

同期,Spitfire(烈火)、Morgan(野马)核心的Duron也发布了,其中Spitfire源自Thunderbird核心;Morgan和Palomino核心关系密切,它们都加入了对SSE指令的支持,采用了0.18微米制程和100MHz外频,外观也基本相同,Spitfire集成了2500万个晶体管,Morgan为2518万个。
当然,采用0.18微米工艺的处理器还有Pentium 4系列的开山之作——性能平平的Willamette,它集成了4200万个晶体管,主频为1.3GHz~2GHz,采用0.18微米铝布线工艺,二级缓存为256KB,外频为100MHz,FSB(前端总线)为400MHz,核心电压为1.75V,Willamette核心的产品有Socket 423/478两种接口。
显示芯片
采用0.18微米工艺的显示芯片主要有NVIDIA的GeForce2 MX/GTS/Pro系列、ATI的Radeon LE/Radeon 7000(镭 VE)/Radeon 7200(镭256)系列、S3 Savage 2000系列、Matrox G450/G550及Trident Blade XP128等。
最经典的产品当数GeForce2 MX400。NVIDIA在推出GeForce3后,为了巩固并扩大中低端市场份额,进一步细分了GeForce2 MX系列——GeForce2 MX400、MX200和MX。其中MX400是GeForce2 MX系列中最高端的产品,默认的核心频率和显存频率分别是200MHz/183MHz,既可采用普通的128bit SDRAM,也可采用64bit DDR显存,并且提供高品质的DVD回放功能,其性能比GeForce2 MX提高了10%,可与GeForce2 GTS相抗衡,成为性价比较高的产品。
此外,能代表0.18微米工艺的显示芯片还有ATI的Radeon系列,如比较成功的产品Radeon VE,它很好地继承了ATI一贯出色的2D画面显示品质。与Radeon LE相比,虽同为3000万个晶体管,但Radeon VE保留了Hyper-Z部分,能有效改善因显存带宽不足所带来的瓶颈问题,并支持双头显示功能。

六、150nm时期——“黑马”横行
CPU在经历了180nm工艺后,就直接杀入了130nm时代。而显示芯片与CPU不同,它又一次迎来了“御用”制造工艺——150nm(0.15微米)。在新制程的帮助下,GPU精品迭出。
采用0.15微米工艺的显示芯片有NVIDIA的GeForce3/ TI200/TI500、GeForce4 TI(含4200、4200-8X、4400、4600、4800、4800SE等)、GeForce4 MX(含MX420、MX440、MX440SE、MX440-8×、MX460、MX4000等)、GeForce FX5200/Ultra,ATI的Radeon 7500/7500LE、8500/8500 LE、9000/9000 Pro、9100/9100 Pro、9200/9200 Pro/9200 SE/9250、9500/9500 Pro、9700/9700 Pro,SiS Xabre 400/200/80,S3 Savage XP等,可谓阵容强大。
其中GeForce3 TI、GeForce4 TI4200、GeForce4 MX440、Radeon 8500LE、Radeon 9100、Radeon 9700等都是公认的经典产品。
对于TI4200,或许老读者对其“超高”的规格还记忆犹新——6300万个晶体管、250MHz/250MHz核心/显存频率、128bit 64MB/128MB显存、超强T&L引擎、4×2像素渲染架构、第二代光速内存架构、当时效率最高的4×反锯齿模式等等,这些让GeForce4 TI4200傲视群雄,锋芒盖过了当时所有的竞争对手。
当然,许多中低端用户会对0.15微米的另一代表作——GeForce4 MX440/MX440-8×念念不忘,尤其是后者,这个集成了4700万个晶体管的“悍将”在2003年还曾是400元级入门显卡的主流。
七、130nm时期——经典频现
与0.18微米工艺相比,新的0.13微米(130nm)工艺的氧化层可减少30%以上,工作电压更低,芯片面积更小。每块芯片的成本将因此大幅下滑,这对提升处理器/显示芯片的价格竞争力大有裨益,芯片使用0.13微米取代0.18微米工艺便势如破竹。
处理器
0.13微米工艺孕育了多款主流的处理器,如Intel的Tualatin系列(Pentium Ⅲ-S及Celeron Ⅲ)、Northwood系列(Pentium 4 A/B/C、Celeron 4),及AMD的Athlon XP系列(Thoroughbred、Barton、Thorton)、Sempron系列(Socket A及早期Socket 754产品)、Athlon 64系列(ClawHammer、NewCastle),及VIA Cyrix-Ⅲ(Ezra核心)等。
在0.13微米工艺的帮助下,Intel推出了性能非常出色的Tualatin(图拉丁)Pentium Ⅲ。作为Intel在Socket 370架构上的“绝唱”,Tualatin核心处理器的电压降至1.5V左右,主频范围在1GHz~1.4GHz,二级缓存有512KB(Pentium Ⅲ-S)和256KB(Pentium Ⅲ和赛扬),可超频性很强。凭借先进的制程,Tualatin核心Pentium Ⅲ的性能甚至超过了0.18微米的Pentium 4。
Pentium 4C也是0.13微米时代的强者,其最大特点是支持800MHz前端总线,集成了5500万个晶体管,支持HT超线程技术,其较低的功耗和较高的性价比曾一度让人怀疑Pentium 4E(Prescott)是否有必要推出。
当然,谈到0.13微米工艺就不能不提起Barton。Barton是Athlon XP系列中最经典的产品,集成了5430万个晶体管,核心电压1.65V左右,二级缓存为512KB,封装方式采用OPGA,前端总线频率为333MHz和400MHz,其性能一度傲视群雄。

在此时期,64位的开拓性产品——Athlon64也诞生了。早期采用0.13微米制程的Athlon64主要有ClawHammer核心(二级缓存512KB/1MB)和Newcastle核心(二级缓存512KB)两种产品,集成1.059亿个晶体管。它们具备64位计算能力、支持超过4GB的内存寻址能力、处理器内部集成内存控制器、采用Hyper Transport总线、支持Execution Protection防病毒技术、支持Cool 'n' Quiet节能技术等,开创了新一代AMD处理器王朝。
显示芯片
在0.13微米工艺时期,显卡已开始从AGP 8×时代向PCI-E时代转变,其较具代表性的产品有——NVIDIA的GeForce FX 5XXX系列(如5600、5600XT、5600Ultra、5700、5700LE、5700Ultra、5800、5800Ultra、5900、5900XT/ZT、5900Ultra、5950Ultra、PCX5750、PCX5900、PCX5950等)和早期的6系列(6800LE、6800XT、6800、6800GT、6800Ultra等),ATI的Radeon 9XXX后期系列(9600SE、9600、9600Pro、9550、9600XT、9800SE、9800、9800XL、9800Pro、9800XT等)、早期Radeon X系列(X600Pro、X600XT、X800SE、X800GT、X800GTO、X800Pro、X800XT、X800XT PE、X850Pro、X850XT、X850XT PE等),SiS的Xabre 600、Xabre Ⅱ等等。
其中最引人注目的产品当数Radeon 9550和GF 5700LE,而Radeon 9550又更胜一筹。作为一款面向中低端市场的产品,集成7500万个晶体管的Radeon9550自2004年3月进入市场后,就备受用户关注。虽然Radeon9550核心频率降至250MHz,但拥有4条像素渲染管线和一个纹理单元,具备128位显存,性能强劲,其影响力甚至“波及”到了一年后的低端显卡市场。

八、110nm时期——GF 6600称雄
显卡、内存、处理器等产品的工艺在不断提高,而随着ATI和NVIDIA显示芯片的主要代工厂TSMC和UMC等在0.11微米(110nm)工艺上准备就绪,0.11微米制程的良品率大幅提升,ATI和NVIDIA的显示芯片也全面步入110纳米时代。
NVIDIA方面,基于0.11微米显示芯片主要有GeForce 6200A、6200、6200TC、6500、6600、6600LE、6600GT、7100、7800GT、7800GTX等。而最有名的当数2004年8月推出的6600/6600GT,6600系列显示芯片集成了1.46亿个晶体管和8条像素渲染管线,3个顶点处理单元,采用128bit显存,完全支持Shader Model 3.0,具备更低的功耗和发热量。

6600系列一诞生,便吸引了无数消费者的关注,其中6600标准版频率为300MHz,显存频率则由厂商自己决定;6600GT版本性能更强,其核心/显存频率达到500/1000MHz,采用GDDR3显存。凭借出色的性能,6600系列在当时成为中端显卡市场的绝对主流。
而ATI的0.11微米产品主要有X300 SE、X300、X550、X550XT、X700 SE、X700、X700 Pro、X700 XT、X800 XL等。其中X700标准版令人难忘,它采用台积电(TSMC)的Low-K 0.11微米半导体制程,集成了1.1亿个晶体管,具有8条平行像素渲染管线和6个顶点着色单元,核心频率为400MHz,支持256MB GDDR3显存。
九、90nm时期——强势出击
仅从制造工艺方面看,更好的制程可以制造出更小尺度的器件,在2004年便已实现90nm(0.09微米)制程工艺,并开始向65nm进军。
处理器
采用0.09微米工艺的处理器主要有Intel的Prescott系列(Pentium 4E、Pentium 4 5x5/5x6/5x0/5x0J/5x1/6x0/6x2、Pentium 4 Extreme Edition、Celeron D/DJ/3x1/6)以及Pentium 4/D 8xx(Smithfield),AMD的Athlon64(Winchester、Venice、San Diego核心)、Athlon64 FX57/FX60、Athlon64 X2(Manchester、Toledo核心)等等。
值得关注的是AMD在130nm工艺的Athlon64中率先采用了SOI(绝缘体上硅)技术,在90nm制程的Athlon64中引入应变硅技术,它可以使晶体管的充放电速度大大加快,提高数字电路的开关速度。

显示芯片
采用90纳米工艺的显示芯片主要有NVIDIA的GeForce 7系列(7300、7600、7900、7950系列)及G80系列(GeForce 8800GTX、8800GTS),ATI的X1000系列(X1300、X1300Pro、X1600Pro、X1600XT、X1800XL、X1800XT、X1900XT),以及S3的Chrome S25/S27等等。
G73绝对称得上2006年最成功的图形芯片,它囊括GeForce 7600(细分为7600GS和7600GT)和7300GT两大高性价比系列产品。7600系列拥有1.77亿个晶体管,拥有12条像素渲染管线,5个顶点着色单元,支持DX 9.0c、SM3.0和OpenGL 2.0,内建硬件级可编程视频器PureVideo,性价比相当突出。
从核心上看,7300GT与其“兄弟”——GeForce 7300GS和7300LE并不相同,7300GT采用的是7600系列所采用的G73核心,拥有1.12亿个晶体管,支持128bit显存和SLI技术,像素管线减至8条(7300GS/LE采用了“64bit显存+4条像素管线”的配置)。
此外,值得一提的是,2007年11月推出的G80核心(GeForce 8800GTX、8800GTS)仍采用90nm生产工艺,集成了高达6.81亿个晶体管,远远超过了前代G71(2.78亿个)和G70(3.02亿个)。它支持Direct X10 Shader Model4.0,支持FP16 HDR+MSAA,提供了对128bit FP精度HDR的支持,并且可以在打开HDR时提供全屏抗锯齿功能。

G80采用了统一渲染架构,可以让着色器(Shader)单元以更大的并行处理效率运行,为几何、顶点、物理或者像素着色处理动态地分配处理资源,提升渲染效率从而达到两倍于前代GPU的效能,成为NVIDIA的新一代旗舰产品。
十、80nm时期——预热DX10
2006年,CPU奔向了65nm,显卡则又一次在处理器未使用的80nm工艺上徘徊。但不能因此就轻视80nm工艺,相比90nm制程,80nm工艺在制造成本、性能、超频度、发热量等方面都更有优势。在2007年内,80nm将是继220nm、150nm、110nm工艺后的又一个重要的过渡时期。
现有80nm产品包括ATI的RV560(X1650XT)、RV570(X1950Pro)、R600(HD2900XT),NVIDIA的G73-B1(80nm的7300GT、7600GT)、G84(8600GT/GTS)、G86(8500GT、8300GT)等。
这里要重点说一下ATI的RV560(X1650XT),它采用TSMC代工的80纳米制程,在功耗上也有所降低,拥有更高的工作频率及更佳的超频性能。核心频率为575MHz,支持128bit GDDR3内存,内建24条像素宣染管线及8个顶点处理单元,具备与旗舰级产品X1950XTX几乎相同的影像输出品质。
而X1650XT的后续产品X1650GT的市场表现更出色,集成了1.57亿个晶体管的X1650GT实际上是X1650XT的降频版本,也采用了80nm工艺,同样具备8条像素渲染管线和8个顶点着色单元,唯一不同就在核心和显存的频率上,从X1650XT的575/1400MHz降频至500/1200MHz,这让它的性价比非常突出,隐然有当年Radeon 9550之势。
在80nm产品中,值得关注的还有G80的后续主力——G84,该核心目前有8600GTS和8600GT两款产品,前者内含2.89亿个晶体管,核心频率675MHz,拥有32个1.45GHz流处理单元,搭配256MB GDDR3显存,带宽32GB/s,像素填充率每秒108亿像素,主攻199美元市场;后者的流处理单元也是32个,但核心/显存频率降至540MHz/1400MHz,带宽也减少至22.4GB/s,像素填充率每秒86亿像素,主攻149美元市场。
另外,近期问世的R600也采用了80nm工艺,该系列目前的最高端产品HD 2900XT的硬件规格相当强悍,核心集成了7亿个晶体管,核心频率达740MHz,支持512bit环状总线内存控制器,搭配八通道1.65GHz 512MB GDDR3显存。突破传统的“管线”架构,采用第二代统一超标量着色架构,同时具备320个流处理单元、全面支持DirectX 10和Shader Model 4.0,支持CrossFire、24×抗锯齿、128bit HDR渲染、动态几何加速等技术。

十一、65nm时期——王者现身
Intel和IBM在65nm工艺上的率先量产,让处理器快速步入了65nm时代,加上台积电、联电的65nm工艺将在2007年下半年准备就绪,R600、G80及后续产品全面采用65nm工艺生产已蓄势待发。

处理器
在65nm工艺应用上,Intel抢先了一步。Pentium 4 6x1、Pentium D 9xx、Core 2 Duo、赛扬D 347/352/356、赛扬460/480等产品都是典型代表,其中于2006年7月发布的Core 2 Duo是具有划时代意义的产品。该系列处理器采用了全新的Core微架构,性能非常强悍,功耗却大幅下降,毫无悬念地成为桌面处理器的新王者。
而为了抵抗来自Intel Core 2 Duo及赛扬的冲击,AMD也相应地推出了采用65nm制程的Athlon 64 X2(Brisbane核心)及闪龙系列。并且在2007年5月15日,AMD官方已正式宣布了用于下一代四核心、双核心高端、主流桌面处理器的新品牌“Phenom(K10处理器新品牌)”。Phenom处理器由三部分组成:双路四核Phenom FX(Agena FX)、四核Phenom X4(Agena)、双核Phenom X2(Kuma)。
AMD声称,基于65nm工艺的K10架构四核具备一系列“革命性设计”,其中最大的卖点依然是“原生”。另外,每个核心有512KB二级缓存、共享2MB三级缓存,支持HyperTransport 3.0总线、增强型PowerNow省电技术、AMD-V虚拟化技术等。
显示芯片
目前已现身的65nm显示芯片主要有ATI的RV630(HD2600系列)和RV610(HD2400系列)。它们都采用了65nm工艺,成本更低、发热量更低、支持DX10和UVD高清视频加速。
其中最值得期待的是面向中端市场的HD 2600,该芯片拥有3.9亿个晶体管,继承了R600的所有特性(包括内置声卡和HDMI输出,集成ATI新一代UVD引擎,可以不依靠CPU纯硬件完成H.264和VC-1两种编码格式的高清视频解码),内建了120个流处理器,搭配128bit显存。它将拥有XT、Pro两种规格,并可通过搭配不同显存衍生出多个版本。
十二、45nm降临——新的期待
Intel公司已经开发出应用于45纳米晶体管的新型材料,当这些材料组合在一起时,就可制造出一种漏电率极低、性能极高的晶体管。2006年年底,在俄勒冈的D1D工厂,Intel已经拿出了45nm处理器(代号“Penryn”)的样品。
与目前的Core微架构相比,Penryn将具备更大的缓存和更高的主频,配备新的电源管理技术和SSE4指令集(包含48条新的SIMD指令,专为多媒体和高性能计算应用而优化)。
通过这些处理器的开发,Intel已经成功地解决了阻碍摩尔定律发展的一些重大障碍。消除这些障碍将最终制造出成本更低、性能更强、功耗更小的计算产品。45nm芯片工艺时代离我们越来越近了。
