[小惡魔的電腦教室] 1-4.CPU廠牌與型號，Intel與AMD的戰爭

在前面幾篇文章有多次提到Intel和AMD，這幾乎算是地表上碩果僅存的兩家x86 CPU製造商。別誤會，做CPU的廠商非常多，IBM就是龍頭老大之一，目前三大主機Wii、Xbox 360、PS3用的全都是IBM的CPU。可是「x86」指令集因為先天不良，後天又失調，設計高效能x86 CPU的難度越來越高，投入的資金越來越誇張，需要更多的晶圓廠來實驗製程並平衡成本。IBM、Cyrix、NEC、Transmeta、VIA都曾做過x86 CPU，但除了VIA還在嵌入式/行動系統的領域努力之外，其他都宣佈不玩x86了。

因此消費端的x86 CPU市場，只剩Intel和AMD兩家互打，以經濟規模來看，Intel大概是AMD的20倍大，但我們不必去比大小，因為CPU廠的經濟規模通常都是建立在晶圓廠的數目上，既然殺到只剩兩家佔據絕大部分的市場，雙方的技術和研發能力自然也一定能相抗衡，雖然現在是Intel佔上風，但難保未來會發生什麼事，畢竟Intel過去也曾經出包過。


CPU產品型號

Intel的CPU產品網頁　AMD的CPU產品網頁


看了前面那些規格解說，紙上談兵扯了一大堆之後，來看看兩家CPU的型號吧！現在Intel和AMD的產品線超多，過去的、現在的、未來的全加一加絕對數百顆，全部做成表格我會累死，每兩個月就要更新一下，而且你大概也是直接跳過去。所以，不如去兩邊的官方網站，反正他們會第一時間更新所有產品資訊。



首先，再來看一次Intel Core 2 Duo CPU的外觀，這次仔細注意一下鐵蓋上的印字。



上面印了1.80GHz、2M、800，相信這大家應該已經能猜得出這些數字的意義了，就是時脈、快取、和FSB，也是Intel CPU最重要的三項規格。而在上面一行，還有一個「SL9TB」的字樣，這是Intel的eSpec序號，每個型號的CPU都有獨一無二的序號。



到Intel的CPU產品網頁，在底下的eSpec空格輸入序號。



立刻就跳出Core 2 Duo E4300的詳細規格，比較重要的幾項都已經在前幾篇裡解說過了，這時大家應該看得懂了。（註：Intel把FSB的時脈寫成Bus Speed）




AMD的CPU也一樣，仔細看鐵蓋上的字。左下角的方塊是二維條碼，之前AMD的CPU是用QR Code，不過後來統一換新變成Data Matrix，二維條碼解讀出來就是CPU序號，可做為防偽的措施。



AMD並不會把規格大剌剌的印在上面，不過那ADX6000IAA6CZ也是有意義的，這是AMD CPU的OPN序號。OPN裡每一串英文字或數字都有意義，代表封裝、TDP、快取等等，但不必去背那個解碼方式，又不是在玩達文西密碼，上網輸入就好了。



到AMD的CPU產品網頁，輸入OPN序號。



就會列出Athlon 64 X2 6000+的規格，每一項都在前面講解過了。其中Operating Mode：32/64，就是可同時使用32和64位元。


兩個官方網頁都有完整下拉選單可以搜尋CPU型號，不過官方網頁並不會列出價格，因為CPU的千顆報價每一季就變動一次，在激烈競爭時甚至幾週就調整一次，官方網頁只是查規格的，價格還是上網或到賣場找報價單比較快。而Intel和AMD各自產品的定位大約保持著「型號數字愈大，CPU就愈強，價格也愈貴」的基本規則，當然核心數量也會影響，核心愈多就愈貴。

這裡並不打算把AMD和Intel現有CPU產品的型號列出來，或是講解他們各自的命名方式，因為就算寫了，可能一年後又整個翻新。反正，「型號」只是一個名字，型號背後的規格與和設計的理念才是重點，要查型號的詳細資料很簡單，Google一下就有了，而了解規格之後，要判斷CPU的產品定位也就不會太難了。



如果要查細部規格的話，我推薦The BalusC Serverl網站，它會列出所有CPU的詳細規格和推出時間，做成一覽表，有官方規格所沒有的代號、電晶體數量、Die size等等，有興趣可以上去查查。


Intel和AMD哪邊比較好？
其實要看你的需求和預算，並沒有規定每個人都要裝Core 2 Duo，即使它現在真的很紅。其實市場都是一樣的，有人落後時就會用價格來制衡，前幾年Intel被打的吱吱叫的時候也是大玩殺價策略，算一算C/P值也很不賴。現在Intel以新架構（應該說，用舊架構的大改版）反攻回來，AMD入門的CPU加上俗擱大碗的主機板，也是上網機的不錯選擇。簡單的說，沒有那邊一定是最好，我的王道不一定是你的，反正Mobile01是討論區，問就對了！或更厲害一點，鎖定你的預算，查好規格，然後上網找測試報告看誰輸誰贏。

那Intel和AMD有什麼不一樣？
Intel和AMD在x86 CPU設計上有很大的不同，這裡就不提細部單元架構有何差別，雖然那才是決定CPU性能的主要關鍵，但那部分實在太難了，有機會再寫。這裡就挑兩個Intel和AMD CPU最重要的差異：記憶體控制器 和 FSB/HyperTransport。詳細比較一下，做為CPU硬體篇的總結，接下來就開始玩CPU的軟體囉！


記憶體控制器

之前提過很多次了，CPU需要記憶體做為資料暫存，輔助運算，而且CPU運算速度極快，稍微一點點記憶體的延遲都會產生影響，所以「記憶體控制器」的性能和所在位置都非常重要。一般來說，記憶體控制器是主機板上北橋晶片（關於「北橋」請參考主機板的章節）最重要的功能，CPU連接北橋，北橋再控制記憶體，傳輸資料都得透過北橋。

在2003年，AMD推出K8新架構的CPU，做了一個很重要的決定，K8把記憶體控制器從北橋移出來，整合進CPU內部，K8就是現在全部的Opteron、Athlon 64和Sempron系列。至於Intel這邊，仍然把記憶體控制器放在北橋內，這讓兩家的CPU產品有很大的差異，而以下這些差異會持續到2008年的下一代產品，因為兩邊都還不打算改變。（2009年就不一定了，Intel決定「參考」AMD的作法，把記憶體控制器移進CPU內）



這是AMD Athlon 64 CPU的晶圓照片，其中左下角「Memory Controller」就是記憶體控制器，網路上也有人直接寫「MC」來代替，別以為是....別的東西。


1.耗電
雖然耗電和時脈、製程息息相關，可是AMD多了記憶體控制器，在「純CPU」耗電方面，Intel的新架構就有較高的優勢了。之前AMD CPU的TDP都比同級的Intel Core 2高一截，直到他們推出Energy Efficient系列，改善製程之後才好轉。

2.頻寬和延遲
AMD的記憶體控制器根本就在CPU旁邊，所以傳輸資料的性能非常好，AMD的CPU和記憶體之間的頻寬速度只取決於記憶體的時脈，不會被其他通道卡住，在需要大頻寬或低延遲的多工應用時，AMD的架構就會佔優勢；反觀Intel平台，它的記憶體控制器在北橋，所以「CPU讀寫記憶體時得透過FSB」，FSB和記憶體都是每個時脈週期傳輸64bit的資料，如果FSB的時脈低於記憶體時脈的話，FSB就會造成記憶體傳輸的瓶頸，這也是Intel不斷拉高FSB的原因。

3.快取
由於記憶體控制器在北橋、FSB造成瓶頸兩大因素，Intel CPU的記憶體性能會輸給AMD，為了彌補這兩點，Intel CPU得內建較大的快取，非到不得已再往外存取記憶體，所以Intel CPU的L2快取不只速度比AMD快，容量也大了一倍以上，下一代產品差距會更大。就AMD方面，CPU的快取容量是非常傷成本的，因為那就是一大塊的電晶體，不容易控制製程良率，AMD製程技術落後於Intel，產能更是遠遠不及，很早就認知到跟Intel拼快取容量必死無疑，所以才用記憶體控制器來換較小的快取，只是在產品行銷上就很不利了，「為什麼AMD CPU的快取都比較小？」幾乎是硬體討論區的月經文，Intel快取會比較大，是因為它非大不可。

4.升級
這是AMD內建記憶體控制器最大的缺點，「只要新的記憶體規格出來，CPU就得換腳位」，記憶體這幾年從DDR、DDR2到最新的DDR3，AMD CPU的腳位就得從Socket 939、AM2、AM3一路升級上來，腳位一換，主機板通常也得跟著換，因為不一定能向下相容，比如Socket 939和AM2完全不相容，而AM2和AM3只有部分相容，新CPU相容舊板子，但舊CPU不一定能相容新板子。至於Intel，只要主機板上北橋更換就可以支援新的記憶體，腳位不變，舊的CPU照插不誤，或是買新的CPU，插在舊主機板上也行。強者我朋友就用Intel在2007年出的CPU，插在2003年出的晶片組上，尖端科技四核心CPU，配上化石級AGP顯示卡，一整個無言。

雖然Intel有FSB速度匹配和電源規範的問題，比如FSB 1333MHz的新CPU，插到只支援FSB 800MHz的主機板，就可能無法辨識或降速，不過台灣主機板廠的RD都超強，可以從主機板線路設計或BIOS來解決這個問題，利用超頻的方式支援。（如果還是沒辦法支援，那通常就是Intel耍賤，不肯公佈線路的設計方式）

（註：更詳細的CPU腳位、升級、晶片組搭配的相關內容，請參考「北橋」的章節）


這是支援Intel CPU的晶片組架構圖，CPU是用1333MHz FSB連接北橋（nForce 680i SLI），北橋再連接DDR2記憶體。



幾乎相同的北橋換到AMD CPU的平台上，北橋（nForce 680a SLI）就沒有連接記憶體了，而是CPU直接連DDR2記憶體。


HyperTransport

FSB主要的用途只有連接CPU和北橋，但AMD挑HyperTransport還有更大的野心，廣義的來說，HT是「晶片之間的連接通道」，並不限於CPU和北橋之間而已。這幾年AMD在x86伺服器市場可說是完全打爆Intel，靠的就是HT。AMD消費端的CPU都只有一個HT通道，連接北橋，但Opteron伺服器CPU就有2個以上HT通道的產品，其他通道就變成CPU彼此互連的通道，加上AMD CPU內建記憶體控制器，變成CPU之間有專屬HT通道，而且還有各自專屬的記憶體，讓效能提升，至於Intel這邊，則是CPU的同步和記憶體傳輸一起擠FSB。

未來會更有趣，因為現在已經確定AMD在下一代CPU中，會把HyperTransport的時脈拉到3000MHz以上，不止伺服器應用會直接受益，這麼高速的通道，應該是為了把顯示晶片和CPU整合做準備，未來AMD入門的CPU，可能就是CPU＋記憶體控制器＋顯示晶片了，也就是AMD最近吵很熱的Fusion。



這是AMD Opteron高階伺服器的CPU架構，它有三個HyperTransport通道，可以像網狀方格一樣連接多顆CPU。


總結

總結以上，可以歸納出Intel和AMD的CPU主要差異，條列如下：


　　　
AMD CPU：
．內建記憶體控制器
．針腳數較多
．記憶體頻寬較高，記憶體延遲低
．快取容量較少
．支援新的記憶體規格得換CPU腳位
．用HyperTransport連接北橋



　　　
Intel CPU：
．記憶體控制器在北橋
．針腳數較少
．記憶體頻寬受限於FSB，記憶體延遲較高
．快取容量超多
．更新主機板即可支援新的記憶體
．用FSB連接北橋