主流CPU全家福
今年，微处理世界发生了巨大的变化。AMD推出了快如闪电的Athlon,Intel将第二级高速缓存集成进PentiumⅢ,Motorola开发出PowerPC
G4。现今，市场上主流的微处理器主要是：AMD的K6－2，K6－Ⅲ和Athlon;Intel的Celeron,PentiumⅡ和PentiumⅢ;Motorola/IBM的PowerPC。本文将分别列出它们的优点、缺点、技术规格和相关的问题，以便读者对它们的全貌有所了解，对它们的发展有所估计。
K6－2
优点：低价位；3DNow SIMD指令集；高达100MHz系统总线
缺点：浮点运算性能低
速度：可达500MHz
AMD公司成功地用K6－2在CPU市场挑战了Intel战无不胜的地位。这种低价位、高性能的CPU使系统生产商，如IBM和Compaq，获得巨大成功，在中档和低档家用PC市场上占据很大的份额。
■规格
K6－2处理器现今可获的速度高达500MHz。拥有64K一级高速缓存，至少512K二级高级缓存，和在100MHz系统总线上的运行能力。K6－2的规格与PentiumⅡ接近。但是，K6－2使用的二级高速缓存结构和PentiumⅡ使用的背侧高速缓存比较，效率稍低。K6－2访问高速缓存在速度较低的系统总线上进行；PentiumⅡ直接访问高速缓存，但速度只有处理器时钟速度的一半。Intel最新的“Coppermine”PentiumⅢ在芯片上集成了256K全速高速缓存。高速缓存在系统总性能中是一个影响很大的部件。CPU把经常使用的指令和数据存放在高速缓存内存里，访问速度比系统主内存快。
K6－Ⅲ
优点：集成256K全速二级高速缓存，支持三级高速缓存；3DNow支持；针脚与K6－2兼容
缺点：浮点数运行速度较低
速度：可达450MHz
K6－Ⅲ在AMD发展规划是一个中性性的产品，在K6－2相同的结构上，集成了高速缓存。与Athlon不同，Athlon有全新的结构，显著提高的时钟速度和浮点运算性能。
硬件传真（http://wediy.yeah.net）
■高速缓存
K6－Ⅲ和K6－2基本相同，只有一个区别：256K全速的第二级高速缓存集成在处理器芯片上。这种结构与Intel最新的Celeron相似，Celeron芯片上有集成的128K高速缓存，Intel最新的PentiumⅢ集成了256K高速缓存。
配置了在片高速缓存后，AMD可以回避K6－2的局限，把第二级高速缓存放在100MHz系统总线上。相反，PentiumⅢ的512K高速缓存在“背侧总线”上，以CPU一半的速度运行，安装在CPU封装内。除了在片高速缓存外，K6－Ⅲ可以享用K6－2主机板上外部高速缓存，把它当作第三级高速缓存。
除了第二级高速缓存外，K6－Ⅲ与K6－2区别很小。K6－Ⅲ和K6－2针脚兼容，所以只要把BIOS升级，某些K6－2主机板便可使用K6－Ⅲ，为K6－2用户提供了简单易行的升级方式。256K在片高速缓存在Windows
NT工作站和服务器上特别有用。工作站、服务器特别需要容量大和速度快的缓存内存。Intel刚刚推出的“Coppermine”处理器也有256K在片全速高速缓存。
■性能
K6－Ⅲ的大容量全速高速缓存赢得了很好的应用性能。但是，在图形处理和电子游戏中K6－Ⅲ显著比K6－2好。但在不支持3DNow的应用中，落后于PentiumⅡ。
Athlon
优点：浮点运算性能比PentiumⅢ高；128K一级高速缓存；背侧二级高速缓存；200MHz系统总线。
缺点：相对来说，比较贵
速度：可达700MHz
Athlon的推出在计算机世界里,是一件大事情。一段时期内，Athlon在时钟速度和浮点运算上超过了PentiumⅢ，在一个很长的历史时期内，首次夺得被Intel长期垄断的桂冠。今后，我们将看到AMD和Intel在时钟速度上展开的剧烈竞争。
■规格
Athlon的设计克服了K6－2很多缺点，并在若干重要的领域超过Intel。对于3D动画来说，最重要的也许是它的“超级标量流水线处理的浮点运算单元”，超过PentiumⅢ的浮点运算能力。3D动画，频繁地进行浮点运算，所以Athlon的浮点运算设计是提高3D动画质量的关键因素。
Athlon以128K在片一级高速缓存为特色，K6－2只有64K，PentiumⅢ只有32K。结构上，它装在芯片盒内。该芯片的插接口和PentiumⅡ及PentiumⅢ的芯片盒使用的Slot
1在机械结构上兼容，但电气结构上完全不同。现在推出的Athlon有512K背侧二级高速缓存，运行在CPU时钟速度一半速度上，安装在芯片盒内。理论上，Athlon支持高达8MB二级高速缓存。这个设计是对K6－2的改进，K6－2的二级高速缓存在速度较低的系统总线上工作。但是，在K6－Ⅲ设计上，后退了一步。K6－Ⅲ以256K在片全速二级高速缓存为特色。
Athlon的200MHz系统总线是最激动人心的创新。从Digital Equipment取得授权，该“Alpha EV6”总线将对AMD打入多处理器系统的市场有重要的帮助。但是，当前的Athlon芯片组只支持200MHz前端总线，不支持133MHz系统内存或AGP
4X。这种支持可望到今年底才能得到。 硬件传真（http://wediy.yeah.net）
■性能
虽然Intel已经推出了有256K全速在片高速缓存的“733MHz
Coppermine”PentiumⅢ处理器，AMD的700MHz Athlon仍然保持了CPU性能的最高水平。据测试，在640X480分辨率时，用GeForce
256图形卡运行QuakeⅢ，700MHz Athlon达到130.5fps。然而，733MHz PentiumⅢ配用820芯片组达到116.4fps;配用Via的Apollo
Pro 133芯片组达到107.7fps。运行3DMark的CPU Mark得到类似的结果：Athlon得分12，193；PentiumⅢ处得分为11，164和9，992相应于使用Intel芯片组和Via的芯片组。
■公开的问题
PentiumⅢ和Athlon的竞争可沿两个方面展开：时钟速度和可获性。AMD确信，经过专门设计的Athlon可以在更高的速度下正常运行。现在的事实是，0.25微米制造的Athlon与0.18微米制造的PentiumⅢ相比之下，未见劣势。
Celeron
优点：低价位；良好的浮点运算性能
缺点：66MHz系统总线；无SIMD指令
速度：可达500MHz
Celeron首次推出时，时钟速度为266MHz和300MHz,没有二级高速缓存。这种缺陷严重地影响了该芯片的总性能；没有充分的高速缓存，CPU从低速度的系统主内存中存取指令和数据,浪费更多的时间。把这些信息用高速度缓存起来后，即时访问的内存立即提高系统的性能。
■现在
现在Celeron的时钟速度已经达到500MHz。Intel也为Celeron集成了128K高速缓存。虽然其容量只有PentiumⅡ的四分之一，但该高速缓存直接集成在处理器上，以处理器的全时钟速度运行。其它的处理器，如PentiumⅡ，其高速缓存只能用处理器一半的速度运行。但是，当前使用Celeron的系统只有66MHz系统总线，PentiumⅡ/Ⅲ和AMD
K6－2/Ⅲ芯片都用100MHz总线。系统总线的速度决定了处理器和主系统以及其它周边设备，例如硬盘驱动器的通信速度。硬件传真（http://wediy.yeah.net）
■将来
从发展来看，Intel不得不为Celeron增加100MHz系统总线和SIMD指令集。现在，为了保持Celeron和PentiumⅢ的区别，Intel不得不把上述两上性能排除在Celeron之外。
■性能
CNET测试了400MHz Celeron和400MHz PentiumⅡ和400MHz K6－2。其结果和我们想像的结果相同。Celeron较好的浮点运算能力使它超过了非3DNow应用在K6－2的运行速度，但Celeron的66MHz系统总线使它落后于PentiumⅡ。举例来说，Turok
2在Voodoo 2 SLI配置下运行时，PentiumⅡ达到46.9fps,Celeron达到43.7fps,K6－2达到34.1fps。
PentiumⅡ
优点：良好的浮点运行性能
缺点：PentiumⅢ使它过时
速度：233MHz到450MHz
PentiumⅡ正在在它的最后一段历程中，中止在50MHz。Intel已将其高端系列产品迁移PentiumⅢ，让Celeron统治低端市场。
■过去和现在
Intel的PentiumⅡ以233MHz和266MHz登台，运行在66MH系统总线上。自350MHz PentiumⅡ,Intel迁移到100MHz系统总线。PentiumⅡ用塑料盒包装，盒内除处理器之外，还有512K背侧二级高速缓存，用CPU一半的速度运行。Intel的PentiumⅡXeon主要用于服务器和工作站，有512K、1MB或2MB运行在CPU全速下的高速缓存。
■性能
在相同的时钟速度下，PentiumⅡ超过Celeron和非3DNow运行的K6－2。例如800X600的显示下，以Voodoo 2 SLI配置，400MHz
PentiumⅡ达到89.85fps,400MHz Celeron达到83.57fps,400MHz K6－2达到62.56fps。
和PentiumⅢ比较，运行非SIMD应用时，450MHz PentiumⅡ和450MHz PentiumⅢ的结果完全一样。但是，最新的PentiumⅢ集成了256K二级高速缓存后，性能超过PentiumⅡ。
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PentiumⅢ
优点：浮点运算性能的很好；较高的时钟速度；最新版本集成了二级高速缓存
缺点：相对来说比较贵
速度：可达733MHz
十月份，Intel推出了用0.18微米制作的PentiumⅢ，该芯片有256K在片二级高速缓存，代码名为Coppermine。这款新品是对AMD
Athlon的回应。Coppermine以733MHz登台，比Athlon的700MHz略高一些。
PentiumⅢ在PentiumⅡ的基础上有若干改进。首先，装备了Intel的SSE（流式SIMD扩展指令，过去曾叫Katmai New Instructions）70条新指令，用来加速图形和图像应用的执行。Intel的SSEs和AMD
3DNow相似，在一个时钟周期内，并行处理多个浮点操作，加速3D图形。和3DNow相同，3D应用和软件必须改写,3D图形加速器也要使用新的设备驱动程序,才能享用新指令集带来的好处。SSE也包含了有益于图像压缩的新操作，完全可以用CPU进行实时图像编辑。
随着工艺尺寸从0.25微米减少到0.18微米，不仅提高了PentiumⅢ的时钟速度，也使Intel推出了集成的二级高速缓存。虽然集成的二级高速缓存只有老式PentiumⅢ的一半，但在处理器全速下运行，性能仍有显著提供。根据Intel提供的信息，二级高速缓存的结构也有改善，256位宽数据总线进一步提高了性能。
■芯片组的不足
按计划，PentiumⅢ应该和133MHz系统总线、Rambus内存和AGP 4X同时推出。不幸的是，涉及Rambus内存支持的设计错误推迟了820芯片组的出台，使Via公司的Apollo
Pro芯片组变成133MHz内存支持的唯一资源。虽然集成了图形功能的Intel 810e芯片组可以支持133MHz系统总线，但内存速度不能超过100MHz。
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■性能
相同速度下，PentiumⅢ集成256K全速二级高速缓存后，并不能在3D应用中超过Athlon。Athlon优秀的浮点运算性能造成这种差异。举例来说，据CNET测试，在GeForce
256卡运行640X480的模式时，700MHz Athlon的系统达到130.5fps;733MHz PentiumⅢ的系统用820芯片组达到116.4fps,用Via
Applo Pro 133芯片组达到107.7fps。运行3DMark的CPUMark时，得到类似结果：Athlon得分12,193；PentiumⅢ－Intel芯片组得分11，164；PentiumⅢ－Via芯片组得分9，992。
PowerPC
优点：高速整数运算；AltiVec SIMD指令集
缺点：不兼容X86
速度：可达450MHz
与CISC相比，PowerPC应该有更宽的路可走。很早以前，Apple就把自己赌在这种RISC处理器上了。从现在发展来看，有关CISC结构的X86即将逊位的说法并不准确。但是，Apple却在PowerPC上，为用户提供了第一流的系统。
Apple当前的G3台式机和笔记本，包括iMac在内，使用PowerPC 750(亦即G3)，芯片速度可达400MHz。750的规格大致与高端X86一致。和K6－2相同，G3有64K内部一级高速缓存。和PentiumⅡ一样，G3有1024K以处理器全速运行的二级高速缓存。750运行的系统总线速度可达100MHz。
PowerPC的RISC设计允许使用较小的硅片，造价比PentiumⅡ低。一般来说，PowerPC在X86相同的速度下，有更好的整数运算性能。
使用Motorola的新型G4（即PowerPC 7400）,Apple推出新机型。G4以1MB半速二级高速缓存和AltiVec技术为特色。被称为“速度引擎”的设计，可以并行处理128位数据。例如，使用它的128位带宽，在一个时钟周期内，执行4个32位浮点运算操作。这个功能与AMD的3DNow和Intel
PⅢ里的SSE相似。为了享用AltiVec引擎，G4有162条新指令。
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