[轉錄][乖寶寶] K8 相關之雜湊大全 (一)

看板hardware (電腦硬體)作者Dopin (BrdStar Infor. Service)時間20年前 (2004/12/02 12:00)推噓0(0推 0噓 0→)

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※ [本文轉錄自 Dopin 信箱] 作者: Dopin.bbs@bbs.gamer.com.tw 標題: [乖寶寶] K8 相關之雜湊大全 (一) 時間: Thu Dec 2 11:42:12 2004 作者: Dopin (ats.bsd.com.tw) 看板: Hardware 標題: [乖寶寶] K8 相關之雜湊大全 (一) 時間: Wed Nov 24 20:03:10 2004 本文可能有錯誤有勞各位先進不吝指正 [寫在前面] 嗯基本上就是自己的文章抄來抄去改格式修改彙整在 K8 的領域我發表了很多文章有對有不對但發現不管回了幾篇回了幾次永遠有些基本的問題不斷的被提及先日在連線板發過一篇相關的文章本文為其之再補強而本文有提到的文章在本板出現的於發完文後三天內會陸續自爆又本文有時效性主針對現在的 K8 做一概略性的介紹從簡單名詞到採購指南等等一般性知識而不深究專門的主題之於工作站等級的部份也僅量不涉及 [什麼是 K8] K8 全名 AMD Athlon 64 與其相關家族的簡稱而 "64" 就是支援 64 位元指令集的意思然而 K8 並不是最早使用 64 位元架構的 CPU 不過卻是第一群針對 PC (個人電腦) 相關市場而誕生的 64 位元 X86 家族 (如 Power G5/Intel IT 即為 64 位元的設計但非 X86 架構) 事實上一般的 PC 市場仍是 32 位元的主流天下突然冒出一個主打 64 位元的 CPU 除了增加使用者困擾之外也予人稍嫌過早的感覺不過 K8 最難能可貴的是 -- K8 的 32 位元效能表現十分出色甚至在部份項目勝過了目前市場主流的 Pentium 4 從發表至今 K8 目前的主流分成三種腳位 Socket 940/939/754 目前分別定義在工作站 / 中高階個人電腦 / 中階個人電腦的三個領域 (低階的推出了 Sempron <散步龍> 以取代原先的 AMD Athlon XP) 而 S940/S939 的 K8 中有所謂的 FX 等級 CPU 像徵性的宣示所謂 "高階 K8" [什麼是 PR 值] 約略在 Pentium iii 的時代以前 AMD 與 Intel 的效能與時脈是同步的兩家公司在時脈的競賽上互有勝負效能的表現也各有所長 (註一) 不過這種互動平衡到了 Pentium 4 以後戰況有了改變 Intel 推出的新架構讓時脈的提升更為顯著隨著半導體技術進步新製程讓 Intel 的 CPU 時脈節節升高突破了 1 Ghz 後沒過多久 Intel 就邁向 2 Ghz 乃至現今將近 4 Ghz 的高峰無法跟上時脈競賽的 AMD 形同一大挫敗最後 AMD 想出一種轉寰的方法就是採用所謂的 PR 值表示法 ... 以往我們都用時脈來認知 CPU 的速度但這樣下去 AMD 等於是一路挨打到結束營業所以透過一些測試 AMD 在自己的產品上用時脈的數字加上一個 '+' 號來標示表示 "對照於 Pentium 我的效能等於他的多少 Mhz" 於是乎消費者便可以知道哦原來我買這一顆等於是買了 Pentium XXXX Mhz 基本上這種標示法是有爭議也有誤導的嫌疑本文並不想對此部份多做說明但 AMD 的確藉由這個策略(搭配低價策略) 成功的挽回一部份市場 (以 DIY 族為大宗) [從 K7 到 K8] 從一般俗稱的 Socket A (462) K7 到 K8 一直延續使用 PR 值但是自從 Intel 使用所謂的 HT 技術 (Hyper Threading Technology) 之後 Pentium 4 效能又再提升加上外頻技術的改進 100 -> 200 前端匯流排 (FSB) 效能也同步拉高 (400 -> 800) 使得後期的 K7 對應的 PR 值地位愈見尷尬直至 Intel 2.4 CG (HT/FSB 800 含以上) 出來以前 AMD Athlon XP 的 PR 值表示法 (註二) 仍具有參考意義的但 Intel Pentium 4 CG 問世以後超過 AMD Athlon XP 2400+ (TB) 等於必需和另一種標準比較原先的參考標準頓失後期的 AMD K7 雖然有推出所謂的 Barton 核心 (L2 = 512K) 但標示同樣 PR 值的效能依然不及其對應時脈的 Pentium 4 CG/EG 這個情況到了 K8 之後有了改觀 ... 首先 K8 的 Opteron (S940) 庰棄了 PR 值直接以可串聯之 K8 數量 (如 2XX / 8XX 即代表可使用在最多可以支援幾顆 CPU 的主機板上) 做編號隨後第一批個人電腦級主打的 AMD Athlon 64 (S754) 先以 3000+ 附近的 PR 值打頭陣不久後又發表了 Socket 939 規格 (下述) K8 的家族漸漸完整的涵蓋了中高階 AMD CPU 市場這時各大論壇也紛紛帶起另一波 AMD VS Intel 的熱潮各用自己認可的測試方法對這兩大陣營新產品做效能與效益的評估因為立場不同各家的結果也不盡相同但間接卻得證了一件事 -- K8 的 PR 值已不似 K7 那麼的不可靠雖不至於遠遠超越 P4 但真正可謂 "分庭抗禮" 站在平起平坐的位階上 [K8 概說] K8 最為人津津樂道的有三項特色 1. 64 位元指令集與暫存器 (相容及延伸部份新創) 2. HyperTransport Technology (HTT) 3. CPU 內建記憶體控制器以上三者的原理已經不是我的程度與本篇文章該深入研究的但是基本上我們可以去理解 : 64 位元相關的部份表示 K8 可以執行 64 位元的命令表示他是一顆真正的 64 位元 CPU (含定址能力) 不過因為 K8 支援兩種執行模式所以在跑 32 位元作業系統時我們可以把他視為一顆強化過的 32 位元的 CPU (註三) HTT 讓 CPU 與高速裝置間的傳輸更為順暢也減少了主機板各高速單元運作的效能瓶頸對於電腦的整體效能有顯著的幫助另外由於 HTT 匯流牌與記憶體匯流排是分開的而且 CPU 直接對記憶體動作某些方面來說我們甚至可以說記憶體是 CPU 快取的一部份 (當然這只是種相當極端誇飾) (註四) 但無獨有偶的記憶體的頻寬 (Bandwidth) 的測試 K8 屢創嘉績尤其是 Socket 939 出來以後記憶體控制器獨立出來的好處益加顯著但這並不表示雙通道在 K8 就有很大的意義 ... [Socket 754 與 Socket 939] 在一般個人電腦領域中抓對市場的需要取決於公司的策略而 Intel 雙通道 (Dual Channel) 記憶體的成功帶動了市場對於雙通道的殷切期盼由於 Socket 754 並不支援雙通道技術所以對於效能要求較高的進階玩家頗有壯志難伸之感 AMD 適時的推出了 Socket 939 的 CPU 規格滿足了這個需求雙通道之於單通道效能的提升是確定的早期的 AMD Athlon 64 FX-51 (為 S940) 確立了 S939 的優勢地位但由於他被定位為頂級產品所以價格非常不討喜宣示意味仍大於實質意義直到 3500+/3800+/FX-53 出來為止 S939 依舊是站在雲端附近的產物這期間 L1 512/1024 K 的 S754 充斥市面並沒有帶給 K8 多大的負面評價因為 K8 真的不一樣尤其是促成換機潮的幾款重量級大作 S754 的 K8 沒有讓人失望甚至在許多相關領域的表現上領先 Intel P4 一段距離 Intel 並沒有乖乖挨打 Socket T (LGA 775) 的問世顯示了 Intel 也要帶起另一波革命的決心但由於腳步實在跨的太大一開始的 LGA 775 即發佈對應 DDR II / PCI Express 等新介面這個震撼彈威力巨大卻沒有立即造成廣大迴響原因出在市場機制畢竟 DDR II 的價格驚人 PCI-E 產品線並未齊備 (現階段 PCI-E 已漸有成為主流之氣勢不論在 P4 或 K8) Socket 754/939 得到正面評價回應之後 AMD 再推出了平民級的 Socket 939 (3000+ 與 3200+) 雖然時脈較同 PR 值的 Socket 754 少了 200 Mhz 但因為支援雙通道仍被賦予極高期待甚至他是一個中介橋樑對許多人來說 ... [單通道還是雙通道] K8 的 S939 (雙通道) 與 S754 (單通道) 的比較十分簡單但也常造成誤解在網路上我以不下十篇的文章說明過其中的差異但似乎效果有限而下面轉錄自我文章的相關要點 (該文主探討 K8 3000+) : 1. 其實雙通道的 3000+ 時脈只有 1800 (1804.1) 左右效能和 S754 的 3000+ 可說大同小異甚至差一些 (Spuer PI 1M 44s VS 47s) 2. 至於 5X 的 HTT 是否比 4X 一定就快 20% 也是要看系統的搭配程度如果有跑過記憶體測試就知道了 (要注意 HTT 與記憶體匯流排是分開的 by ddNTP <*> 兄) 3. 而 Dual Channel 的 K8 記憶體速度不會就真的比 Single Channel 快到兩倍下面這個網址是 AMD 官方網站對於 AMD Athlon 64 3000+ 的評測報告有興趣的板友應該將其視為一個 FAQs 網址 http://www.amdzone.com/modules.php?op=modload&name=Sections&file=index& req=viewarticle&artid=63&page=1 如果我們參照上市官網的數據仔細評比會發現 AMD Athlon 64 3000+ (socket 939) 的效能大致是介於 AMD Athlon 64 3000+ (socket 754) 與 AMD Athlon 64 2800+ (socket 754) 之間而並非優於 3000+ (S754) 下面是我對於雙通道效能的分析請比較後思考 -> 原因其實很簡單 -> K8 的雙通道 "現階段" 提升幅度有限 (別忘了某極限論壇的頻寬記錄是用 MSI K8N Neo2 Platinum 卻只插一條記憶體 <單通道> 跑出來的) 在此以大家最常舉例的 DOOM 3 實測網頁的排名為例 (現在應有新的排名) -> http://www.anandtech.com/cpuchipsets/showdoc.aspx?i=2149&p=7 1. AMD Athlon 64 FX-53 (2.4 GHz / Socket 939 / L2 = 1024 KB) 2. AMD Athlon 64 3800+ (2.4 GHz / Socket 939 / L2 = 512 KB) 3. AMD Athlon 64 FX-51 (2.2 GHz / Socket 939 / L2 = 1024 KB) 4. AMD Athlon 64 3400+ (2.2 GHz / Socket 754 / L2 = 1024 KB) 5. AMD Athlon 64 3500+ (2.2 GHz / Socket 939 / L2 = 512 KB) 我有幾個結論 : I 同一個核心下 -> 時脈等同於效能 II 同樣的時脈同樣的 L2 大小下 -> 雙通道的效能優於單通道效能 III 同一個時脈下 -> L2 的大小影響超過記憶體雙通道的影響 IV 時脈差到一定的程度時 -> L2 大小與雙通道的優勢不及時脈的影響大真正的效能結論其實也不需要再爭論實際上的效能結果就是如下所示 (以 3000+ 為例) : 1. 3000+ (2.0 GHz / L2 = 1024 KB) Socket 754 (正式鋪貨時改叫 3200+) 2. 3000+ (2.0 GHz / L2 = 512 KB) Socket 754 3. 3000+ (1.8 GHz / L2 = 1024 KB) Socket 754 (感謝 tsounimag8 兄提醒) 4. 3000+ (1.8 GHz / L2 = 512 KB) Socket 939 在此結論顯示如后 -> 當時脈差到 0.2 GHz 以上時雙通道的優勢 --絕不及於-- 時脈差異的影響大簡單的說 3000+ 左右的 Socket 939 其效能略遜於單通道的 Socket 754 正因為如此所以採購策略上會因應將來升級 K8 時的考量而有所不同 ... 下一篇整理好後我會針對 K8 754 與 939 的相關常見產品與晶片做較完整的介紹 (註一) : K7 的初期有一陣子時脈上有稍微領先 P3 而且當時 Athlon 跟 P3 的同時脈效能也很明顯的不一樣只是也沒有誰八死誰而已而是各有長處 <本段由巴哈姆特電玩資訊站(*) 硬體板板主 rockogl 兄補充註釋> (註二) : K7 的 PR 值是到 P4 CG 出現後才開始不準的也就是說到 XP 2400+ 開始才有灌水 XP 2400+ 以前都還差不多說 XP 2000+ 以後是灌水 PR 值有點 ... 一來也是 K7 的架構快到達極限了 <本段由巴哈姆特電玩資訊站硬體板板友 uyfduyjhy 兄補充註釋> <該段原指 XP 2000+ 以後的 PR 值即有灌水之嫌經 u 兄指正後修改之> (註三) : K8 的定址能力是 40bit 只是整數運算的操作變成可以一口氣運算 8byte (64bit) 大小的整數也使得定址上可以不用利用兩個暫存器來完成只需要一個就好整數表示範圍是 0 ~ 2^64-1 (無正負號) 或是 -2^63 ~ 2^63-1 (有正負號) <本段由巴哈姆特電玩資訊站硬體板板主 rockogl 兄補充註釋> (註四) : 將記憶體比喻成快取是太誇張了不管怎麼樣除了 SRAM 之外 CPU 對動態記憶體的傳輸都一定會有超過 1 clock 的延遲雖然現在記憶體的讀寫都盡可能 Pipeline 化讓讀寫的 Throughput 增加可是 ......... 問題並沒有完全解決 <本段由巴哈姆特電玩資訊站硬體板板主 rockogl 兄補充註釋> (*) : 巴哈姆特電玩資訊站 http://www.bahamut.org/ telnet://bahamut.org/ <*> : ddNTP 兄是經常出沒於幽谷(aeug.twbbs.org) KK 城邦(bbs.kkcity.com.tw) 有時會出現在批踢踢 (ptt.cc) 的硬體板元老 -- Brdstar Information Service Co.., Ltd. Tel: 886-2-2792-9149 Fax: 886-2-2792-4600 Web: http://www.bsd.com.tw/ -- 修改原因 : 錯字 / 2800+ -> 3200+ / 補充 r 兄與 u 兄所指出的錯誤 / ddNTP 兄之相關介紹 -- ※ Origin: 巴哈姆特<bbs.gamer.com.tw> ◆ From: slave.bsd.com.tw ※ 修改: 2004/12/2 11:41:31 [slave.bsd.com.tw] -- SOB Pack 已於日前 Release 出 gcc 3.x 版, 歡迎還活在 Maple 2.36 SOB Version 回憶中的朋友們一起來討論下列相關 : 1. maple 2.36 2. SOB 3. Atlantis Version telnet to ats.bsd.com.tw Boardname : ATSVersion -- ※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc) ◆ From: 203.70.65.28 ※ 編輯: Dopin 來自: 203.73.231.195 (06/09 08:20)