Intel CPU

Contents

        Part I  简单概念叙述
                —Intel CPU的接口
                —缓存容量
                —前端总线
                —TDP（散热设计功耗）
                —关于Prescott和Cedar Mill的核心电压
                —“知道我的CPU名字，到哪里看它的规格？”

        Part II 重头戏——Intel各核心代号解释
                —Willamette(180nm)
                —Northwood(130nm)
                —Prescott(90nm)
                —Smithfield(90nm)
                —Cedar Mill(65nm)
                —Presler(65nm)

使用说明：欲查询每款核心的信息请Ctrl+F搜索本文。

                                简单概念叙述

Intel CPU的接口：
    Intel P4时代桌面CPU的接口分为Socket 423、Socket 478和Socket 775接口
    其中Socket 775(Socket T)接口处理器采用FC-LGA封装，又被称为LGA775处理器。
    Intel在LGA775封装CPU当中引入了EM64T 64位技术，已经成为市场主流。

缓存容量：
    一级缓存容量一般在同一架构中不再改变，因此不再列出
    二级缓存容量对Intel CPU性能影响明显，Intel也用不同的二级缓存容量来区分
处理器档次。但除了容量以外，延迟和缓存算法也是影响性能的因素。

前端总线：
    Intel P4之后的处理器引入了Quad-Pump总线，这套前端总线运行频率是外频的
四倍，也就是说，外频运行在100MHz的处理器，前端总线频率就是400MHz，而外频为266MHz的处理器前端总线频率就是1066MHz。对于Netburst架构而言，前端总线的提升对性能很有帮助。

TDP（散热设计功耗）TDP被用来描述散热器厂商设计散热器时需要考虑的最大散热能力，这个功耗值
能大体反映处理器的发热和耗电水平，但并不是一个精确或者十分准确的指标。对于
某些核心，峰值功耗可能超过TDP达到40W之多。此外标称TDP相同的两款产品实际发热表现也可能存在明显差异，请注意。

关于Prescott和Cedar Mill的核心电压
    Prescott之后的核心引入了Multiple VID，即使相同频率的处理器，也可能在生
产当中被设定不同的VID电压，因此在拿到一颗赛扬D比另一颗同型号高0.05V电压时
请不要感到奇怪。

“知道我的CPU名字，到哪里去看它的规格？”
    Intel P4/Pentium D/Celeron D CPU全系列的Specs请看
   
    以及“Intel Desktop Processor Comparison Chart”（Pentium D & 4 & XE）
   
    和“Compare Desktop Processor Specifications”（赛扬系列）
   

Part II：重头戏——Intel各核心代号解释

    CPU报价中最常见的疑难名词就是那一串核心代号了。说实在的如果不是仔细去
记，谁都很难分清楚。不同核心在同频性能、频率区间、功耗/发热特性、功能/指令
集支持上都会存在区别，下面就从这几个方面介绍一下P4时代的各个核心。

Intel CPU核心代号

                                Willamette

    名称：P4 1.3G/1.4G/.../1.8G/2.0G，赛扬"4" 1.7G/1.8G
    P4和对应版本赛扬的第一代核心。Netburst微架构第一代，20级流水线，0.18微
米6层金属互联工艺制造，Die Size(核心面积)217mm^2，晶体管数42M。
    对应P4配备256KB二级缓存和400MHz前端总线(即100外频)，频率从1.3G(423针)/1.4G(478针)起步一直到最高的2GHz(P4 2.0"G")，支持SSE/SSE2扩展指令集，不支持超线程。对应赛扬频率1.7~1.8GHz，二级缓存容量降低到128KB，性能表现很差。
    这一代核心的发热控制一般，全系列TDP(散热设计功耗)在70W上下，核心电压
1.75V，1.3~1.5G型号有核心电压1.7V版本。

注：865PE/848P以后的主板以及其它供电规范不支持1.75V工作电压的主板无法支持老迈的Willamette核心。

                                Northwood

    名称：P4 1.6A~2.0A/2.4B~2.8B/2.4C~3.0C/2.26G/2.53G/3.06G等
          赛扬"4" 1.8G/2.0G~2.8G
    P4和对应版本赛扬的第二代核心，全面转向Socket 478接口。Netburst微架构第
一代，20级流水线，0.13微米6层铜互联工艺制造，Die Size降低到131mm^2，晶体管数55M。
    对应P4的二级缓存提升到512KB，而前端总线(FSB)从初期的400MHz(100外频)到中期的533MHz(133外频)直到后期的800MHz(200外频)，频率从初期的1.6GHz(P4 1.6A)到后期的3.4GHz(P4 3.4C)，支持SSE/SSE2扩展指令集。Northwood系列P4相比Willamette系列增加了超线程功能，于P4 3.06G以及全部FSB=800MHz的型号(如P4 2.4C)中开启，部分情况下可更加充分地利用闲置处理器资源，实现性能的小幅提升和桌面应用多任务性能提升。Northwood P4的发热相比Willamette有了很大改进，同为2GHz的型号TDP从74W降到了54W左右。全系列核心工作电压为1.5V或1.525V，TDP从2GHz的69W一直到3.4GHz的89W。
    Northwood赛扬仍然保持400MHz前端总线(100外频)和128KB二级缓存容量，主频从2.0G起到2.8G(后来还有1.6G和1.8G主频)，主频上大大增长但性能表现仍然很差，赛扬2.7G还不如P4 1.8A。Northwood和Willamette核心赛扬通常被称为“赛扬4”，也有
“菜羊”或“屎羊”的戏谑称呼。

注：100MHz外频Northwood P4和Willamette P4区分的方法是在Northwood P4的主频编号中加个"A"，对应型号为P4 1.6A、1.8A、2.0A。
    133MHz外频Northwood P4如果主频是0.2G的整数倍，则在主频编号中加个"B"以区别于100外频和200外频的型号，比如P4 2.4B。
    200MHz外频Northwood P4支持超线程，如果有相同主频的Northwood核心产品，则200MHz外频型号在主频编号中加个"C"以区别于100和133外频的型号，比如P4 2.4C，
2.8C。

                                Gallatin

    名称：P4 3.2EE/3.4EE/3.46EE（or P4EE 3.x GHz）
    Gallatin核心的P4EE(P4至尊版)和0.13微米工艺的Xeon MP使用相同核心，在
Northwood核心基础上增加了2MB容量的三级缓存，Die Size暴涨至237mm^2，晶体管数暴增至178M，型号包括P4 3.2EE(Socket 478接口)和3.4EE(478/775两种接口)、3.46EE(Socket 775接口，前端总线提升至1066MHz)，性能相比同主频Northwood处理器有小幅增长。TDP则大幅增加至92W(P4 3.2EE)/103W(P4 3.4EE)/110W(P4 3.46EE)。除此之外特性与Northwood相同。

    部分参考网页：
   

 

                        Prescott/Prescott-2M

    名称：P4 *.*E/2.4A/2.8A/P4 "3.*F"/P4 5**/P4 6*0/赛扬D 3**等
     P4第三代核心，赛扬D第一代核心。Netburst微架构改进型，在原有Netburst基础
上做了很多改进，变为31级超长流水线架构，并且核心具备64位执行功能。90纳米应变硅工艺制造，7层铜互联，CDO Low-K绝缘层技术，Die Size 112mm^2/135mm^2，晶体管数125M/169M，工作电压在1.25~1.40V之间(引入了动态VID技术)，通常为1.3xV。
    Prescott引入了三项特性：SSE3、EM64T、Execute Disable Bit。SSE3是在SSE2基础上的13条指令扩展，所有Prescott核心处理器均支持SSE3。而EM64T是兼容于X86-64架构的64位功能，按照Intel的说法，允许处理器寻址36位物理地址空间和48位虚拟地址空间，可以和AMD64一样执行64位代码。EM64T在Intel标明支持EM64T的处理器当中开启，包括目前市面上所有的Socket 775接口处理器。Execute Disable Bit(EDB)是防止缓冲区溢出漏洞的硬件功能，可以增强处理器的安全性，在编号带"J"结尾以及之后的Socket 775接口处理器中支持此项功能(同样是市面上所有的Socket 775处理器)。
    Prescott P4的二级缓存为1MB/2MB，Socket 775接口的型号分别称作P4 5xx系列和6xx系列(还有一个P4EE3.73GHz)，Socket 478接口的型号为主频后面带"A"或者"E"的后缀。
    1MB缓存的系列，前端总线有533MHz/800MHz之分，FSB=800MHz的型号支持超线程。
    主频从最低的2.4GHz(P4 2.4A)到最高的3.8GHz(P4 571/570J)，接口分Socket 478/775两种，775针型号TDP分为84W(3.4G以下)和115W(3.4G以上)两档，478针型号TDP分为89W和103W两档(478针处理器的最大电流低一些，主频也有限，因此最大TDP低一点；而LGA775封装与主板紧密结合具有更好的导热性，因此478针的最低TDP要相对高一点)。
    2MB缓存的P4 6x0和P4EE系列，前端总线为800MHz/P4EE 1066MHz，全体支持超线程。
    主频从最低的3.0GHz(P4 630)到最高的3.73GHz(P4EE 3.73G)和3.8GHz(P4670/672)，TDP分为3.4G以下84W和3.6G以上115W。此外结尾编号为2的P4 662/672支持Intel虚拟化技术。6xx系列引入了EIST节能技术，可以在空载的时候自动降低电压和频率，改善功耗表现。
    性能上Prescott P4与同频Northwood P4大致相当，随着缓存容量的提升，性能有
了进一步的提高。不幸的是Prescott的工艺对漏电流的控制并不好，导致核心功耗居高不下，极大地推进了04、05年散热器和电源系统的突飞猛进，被戏称为“喷火龙”或者“PressHot”。
    Prescott核心的赛扬D与前代赛扬相比发生了很大变化，FSB提升到533MHz，二级缓存容量提升到256KB，因此性能不再是“屎羊”，而是整体达到了同频P4的八成左右。
   但是Prescott核心的巨大发热问题得到了体现，核心电压在1.25V~1.40V之间，TDP高达84W，再也不是以往菜羊用一个小破扇子就能镇住的面貌。因此Prescott赛扬D的散热绝不可马虎。

注：原先曾经发布的P4"F"系列(支持超线程、EM64T和EDB，800FSB，1M二级缓存，最高3.8GHz)，后来并入了P4 5xx系列当中。

                                Smithfield

    名称：Pentium D 8**等
    Smithfield是Intel推出的第一款桌面双核核心，用于Pentium D 8xx系列和
PentiumXE 840处理器。因为精力放在Core架构研发上的缘故，Intel在Smithfield的架构上并未作太多优化，只是简单地将两个Prescott核心集成到一个Die里面，作松散的
CMP架构。因此在执行对双核充分优化的程序时，缓存数据同步监听的性能代价相对较高。Smithfield为了控制发热同样引入了EIST技术。当然，EM64T和EDB这两个775处理器普遍具有的特性也不能缺席。
    Smithfield采用90nm应变硅工艺，7层铜互联+Low-K工艺制造，Die Size 206mm^2，晶体管数230M，工作电压在1.20V~1.40V之间(通常约为1.25V)。
    Smithfield核心处理器全部为LGA775封装，主频2.66~3.2GHz(包括PentiumXE 840)，一般不支持超线程技术(PentiumXE支持超线程技术，可以实现四个线程同时运行)，前端总线频率800MHz或533MHz(PD805)，每个核心独立的1M二级缓存。TDP从PD805、PD820的95W到PD830、PD840的130W。实际准备散热的时候，要做好100W以上的散热能力。

                                Cedar Mill

    名称：P4 6*1/赛扬D 35*等
    Cedar Mill核心是Prescott核心的65nm改良版本，同样基于Netburst微架构改进型，31级超长流水线，二级缓存容量增加到2MB，Die Size 81mm^2，晶体管数188M，工作电压1.20V~1.3375V之间(通常约为1.25V)。采用65nm改良型应变硅工艺制造，8层铜互联，应用了CDO Low-K绝缘层和High-K材料栅极等材料学新成果和新生产工艺，在漏电控制方面大大提高，放缓了功率增长的势头。而Cedar Mill核心赛扬D的二级缓存为512KB或256KB，性能仍然一定幅度落后于同频P4处理器。
    目前已发布的Cedar Mill核心P4都是200外频，2MB二级缓存，型号为P4 6x1。主频从3.0GHz到3.6GHz，TDP为86W(步进尚未升级，以后配合EIST和Advanced HALT功能会更凉快)，而Cedar Mill赛扬D暂时只有356(3.33GHz)和352(3.2GHz)两款，TDP为69W，尚未发售，具体参数不详。
    Cedar Mill核心的P4和赛扬D都具有相当好的风冷超频能力，是超频玩家的新宠。
不过超过频以后的Cedar Mill仍然是一只发热很大的电老虎，希望注意。

                                Presler

    名称：Pentium D 9**等
    Presler和Smithfield类似属于松散的双核CMP产品，就是将两颗低功耗版Cedar
Mill核心封装在一个基板上，这是出于成本考虑的选择。同样，这个架构的双核效率一般，但是仍然具有不错的单核性能以及超频体质，加上比较有竞争力的价格，是很有性价比的选择。同频Presler因为缓存增大的缘故，性能会比Smithfield稍好一点，而发
热控制方面更有优势。
    Presler核心Pentium D的编号为PD 9x0(以及顶级的Pentium XE 955)，全部为
LGA775封装，每个核心独立的2MB缓存。除955XE外，均不支持超线程，前端总线800MHz。
    955XE支持超线程，前端总线1066MHz。CPU工作电压在1.20V~1.3375V之间(通常约为1.3V)，主频从最低的2.8GHz(PD920)到最高的3.4GHz(PD950)和3.46GHz(Pentium 955XE)，TDP由3.0G以下的95W增长至最高130W(在引入EIST和Advanced HALT以后会控制得更好一些)。另外
Presler支持Intel虚拟化技术。