2006年下半年硬件技术与产品展望

不会游泳的鱼

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  无论你是否承认，CPU频率狂飙的时代已经彻底过去了。进入2006年，无论是AMD还是Intel都开始将广告宣传的重点放在了Performance Per Watt（每瓦特性能）上。事实上，随着用户需求的快速转变，当今普通的电脑用户已经不再关心自己电脑里面的CPU究竟是3GHz还是3.4GHz，用户更为关注的是购买这样一部PC能够带来什么样的娱乐享受？


   用户需求由性能至上转变为应用至上之后，CPU的发展趋势也开始随之变化。Intel和AMD已经不再将提升CPU主频作为他们的开发目标。相反，两大厂商都开始着力在有限的功耗内提供更为高效率的处理器产品。在这样的大环境下，Intel Core微架构的诞生和AMD K8L的出现也就不足为奇了。


   Intel押注Core处理器


   在Intel Pentium M处理器大获好评之后，Intel以色列海尔法研发团队就开始投入到全新的研发计划中去。在整个研究计划中，显然以冲击频率极限为目的的Netburst架构被无情的抛弃。在经历了Yonah小试牛刀之后，Intel终于拿出了全新的Core微架构。


   2006年下半年，Intel将隆重发布基于Core微架构的Core 2 Duo、Intel Core 2 Extreme、Intel Xeon处理器。其中Conroe（酷睿）为桌面版的Core处理器代号。Core微架构的诞生不仅让笔记本处理器和桌面处理器再次走到了一起，这些新核心的CPU也将成为AMD强有力的对手。


   毫不夸张的说，Core微架构在平凡的名字下隐藏的却是x86处理器划时代的进步。长期以来许多人认为x86处理器要提升性能，无外乎就是在CPU频率和缓存上动脑筋。在Core微架构上，我们可以清楚的看到Core 2系列处理器的所有革新都围绕着处理器指令吞吐量进行——如果在频率缓存不变的情况下，单个时钟周期内处理的指令越多，处理器的性能也就越发强大。在这样的设计思路下，基于Core微架构的处理器拥有了当今处理器最多的4个解码单元，其中有1个复杂解码单元和3个简单解码单元，使得处理器能够在每个时钟周期内处理7条微指令。而原来Pentium4处理器的Netburst架构在每个时钟周期内仅能提供3条微指令的吞吐量。


   有了强悍的解码单元之后，执行单元自然也必须有着相应的规模才能发挥处理器的威力。在执行单元部分，Core微架构处理器产品将会有3个调度端口对应3组整数执行单元和两个浮点执行单元，由于浮点执行单元能够全面支持128bit SSE指令集，因此在SSE指令的执行速度上，Core微架构处理器的执行速度将会领先Yonah达200％。


   K8L处理器值得期待


   AMD在上半年最主要的桌面产品就是基于AM2接口的全系列K8处理器，全线支持DDR2内存。相对于Intel的大胆革新，AMD采取的是逐步优化原有处理器架构的策略，于是K8L处理器慢慢向我们走来。
由于AMD K10处理器上市计划可能要延迟到2008年，这使得K8L挑起了和Core微架构全面竞争的重担。为了保证处理器的性能表现，K8L将会采用完整的4内核设计，K8L上集成的4个处理器内核采用了独立一级和二级缓存、共享三级缓存的设计。



   AMD还在K8L上首次引入了模块化设计，这样AMD就能轻松地制造出各种执行单元数量不同、HT连接能力不同的处理器来应对细分市场。与此同时，在K8处理器中被引以为傲的HyperTransport连接也升级到了3.0版本，这样CPU与CPU、主板之间交换数据的速度就能达到5.2GB/s．AMD更是以此为契机，宣布了Torrenza平台的协处理器架构，协处理器的引入能够为整个系统带来更为高效率的特定应用加速。


   AMD在K8L上还着重加强了处理器的浮点运算能力，不仅为K8L引入了更多浮点执行单元，K8L CPU的浮点加法器和浮点乘法器都比K8增加了整整一倍，在对128bit SSE指令的处理上K8L的性能也将会有极大的提升。AMD官方数据表明，K8L的浮点运算能力将会是K8的150％。更值得一提的是，K8L的内存控制器很可能可以同时支持FB-DIMM和DDR2/3，这样就能为新处理器奠定坚实的基础。AMD表示，最先上市的桌面K8L处理器将会是双内核的版本，而4内核版本K8L处理器将会优先供应服务器工作站市场。


   Intel试图在产品上通过Core来反击AMD的K8处理器，并借助对市场价格的控制，对AMD实行围剿。7月下旬的降价风暴只是竞争的序曲，下半年的处理器大战将更为激烈。不过究竟谁能在下一轮竞赛中胜出，还难以下定论，让我们拭目以待吧。
   为了配合Intel下半年Conroe处理器的发布，芯片组也要配合本次“行动”——Intel、NVIDIA和ATI都为此做了大量准备。


   Conroe的“原配”当然是Intel自家的965系列芯片组，而且本次集成图形核心的G965格外引人注目。Intel P965芯片组将支持533/800/1066MHz前端总线处理器，内存规格则为双通道DDR2 533/667/800，而且内存控制器经过改良，不过P965没有类似975X的双PCI-E接口设计，因此无法实现双×8的显卡运行模式。G965芯片组在3D性能方面采用第四代集成核心，具备硬件Pixel Shader 3.0和Vertex Shader 3.0，这样一来，彻底摆脱了图形性能不济的历史，也增加了与NVIDIA、ATI在图形芯片方面竞争的砝码。G965将完全支持最新的DirectX、32位双精度浮点运算和HDR效果。另外，G965还将加入一项用于提升视频播放的“Intel Clear Video”技术。


   NVIDIA也为Intel下一代处理器推出了SLI平台，分别为nForce 570 Ultra、nForce 570 SLI和nForce 590 SLI。三款芯片组均支持Intel下一代处理器，同时也支持其它LGA775接口处理器。nForce 590 SLI提供了48条PCI-E通道，因此支持双PCI-E ×16规格的SLI；而nForce 570 SLI则只有20条PCI-E通道，因此只支持双PCI-E ×8规格的SLI。前端总线上三者均支持1066MHz；内存则支持DDR2 667，其中590 SLI还支持NVIDIA的EPP内存标准；硬盘接口方面，590 SLI支持6个SATA和2个IDE，570 SLI则支持4个SATA和4个IDE，同时均支持RAID 0/1/0+1/5模式。570 Ultra和570 SLI最主要的差别在于前者不支持SLI模式，但其它区别还不清楚。


   此外，NVIDIA将基于nForce 590 SLI芯片组推出Tritium平台，该平台满足于追求极限的超频玩家。该平台将会对其组件诸如处理器、内存、显卡和电源等做出一系列严格的标准认证以保证玩家可以最大限度地“榨取剩余价值”。NVIDIA这种设计与以往处理器产生锁定倍频的做法截然相反，是否意味着超频时代将会卷土重来呢？


   ATI为Conroe推出了代号为RD600的芯片组，从规格来看它与nForce 590 SLI不相上下。针对NVIDIA的LinkBoost超频技术，RD600则将PCI-E总线超频25％，以此增强无桥接CrossFire的性能；ATI为RD600开发了新内存控制器，使它不但最高支持DDR2 1066规格，还能实现与前端总线的异步操作，这样一来，前端总线频率无须再受内存规格的限制。ATI宣称，RD600可以支持1333MHz前端总线，而现有的参考设计样板已经能够达到1500MHz。RD600主板将配备三个PCI-E x16插槽，其中两条用来组建CrossFire，而剩下一条插槽则用来进行物理处理。


   由于AMD新推出的AM2处理器集成了支持DDR2 800的内存控制器，因此芯片组厂商对于AM2的支持显得更为简单，新产品计划较少。下半年最值得期待的芯片组就是Conroe平台，这必将引起新的一轮升级换代热潮。
   在今年E3大会上微软表示，DirectX 10游戏性能将大幅提升，硬件也将随之改变。开发商可以根据需求精简开发程序，例如当一张显卡支持DirectX 10时，开发商能够决定哪些特性是需要的，哪些是不需要的，对于游戏玩家来说，这种精简将提高游戏运行的稳定性。DirectX 10将会进一步提高画质——Shader Model 4.0则能够应付所有等级的游戏设计，精确控制32位颜色深度，支持统一渲染架构，为游戏开发带来更多选择。通过几何着色器为游戏道具和角色加入不同效果，角色表情动作可制作得更为逼真，在游戏分工开发过程中，开发商可以加入更多细节内容，而不须从起点重新处理。


   现有的“分离渲染体系”对应在图形芯片上就是专门的顶点渲染单元和像素渲染单元，但有些厂商（以Microsoft为代表）认为此种渲染模式存在着灵活度不佳的弊端，即顶点着色器与像素着色器的运算资源无法实现共享。如果采用“统一渲染”架构，则可以大大缓解这种状况——假设图形显示芯片内部有32个ALU，那么执行顶点操作众多且复杂应用时可以分配12个ALU做顶点处理，剩下的20个ALU做像素处理（等效于现在的20条像素流水线）；一旦遇到像素操作密集的应用时，程序员又可以让30个ALU做像素处理（等效于现在的30条像素流水线），让2个ALU做顶点处理。


   ATI将会于下半年圣诞销售旺季前夕发布具有历史意义的下一代图形芯片R600。R600将会在民用显卡领域首次使用Unified Shader（统一渲染）架构。NVIDIA下一代旗舰产品G80也将会与R600同期发布。G80将会毫无疑问地完整支持DirectX 10和Windows Vista，并且还将具备类似处理器上的“虚拟技术”新技术——允许同时运行两个3D处理任务，实现两者同时对图形显示芯片资源的共享。由于Vista系统中的窗口都将采用3D模式生成，所以该项技术的应用相当有实用价值。
    DDR3内存将崭露头角


   新一代处理器的问世，带来了更苛刻的内存带宽要求，在2006年下半年DDR2 667将会是标准的DDR2内存配置，而部分高端用户将选择DDR2 800。但是对于超频玩家来说DDR2 800仅仅是开端。许多内存制造商开始推出针对高端玩家的DDR2 1066甚至更高频率的内存。可惜的是，由于JEDEC仅仅定义了DDR2 800这个标准，因此在未来出现的其他更高频率的DDR2内存都将是厂商对标准规格的一个挑战。
DDR2内存止步于DDR2 800意味着DDR3内存的即将降临。在Intel和AMD的Roadmap中，2006年底DDR3内存就将会小试牛刀，出现在高端PC平台上。到了2007年，DDR3则会正式展开替代DDR2内存的计划。不过在并行传输的先天制约下，DDR3究竟能带来多少的性能提升，依然是个未知数。


   蓝光先发制人


   尽管在家电市场上，HD DVD光盘和播放器抢先一步，但是在PC领域中蓝光却有着更快的上市速度（编注：本报蓝光刻录机全国首发测试报告详见2006年第25期《电脑报》D10版）。在今天我们已经能够在国内买到蓝光格式的刻录机和刻录盘片。而先锋、索尼、明基等厂商无一例外地将会在2006年下半年开始向市场大规模提供蓝光驱动器和刻录机。


   在存储介质方面，TDK、三菱、Maxell等公司也开始向市场提供BD-RE刻录盘。而HD DVD阵营却至今尚未能拿出PC用的HD DVD刻录机和驱动器样品。由此看来，如果BD驱动器和盘片的价格能够不断下降的话，BD联盟赢得PC市场似乎指日可待。而HD DVD先声夺人，恐怕更多的还是体现在影音家电领域。


   垂直记录快速普及


   在众多存储技术中从来没有哪种技术像垂直记录这样快速地量产普及。在各大硬盘制造商3.5英寸硬盘的存储容量相继抵达500GB的时候，由于无法进一步提升存储密度，导致了3.5英寸硬盘的容量提升出现了短暂的停滞。


   而垂直记录的出现让所有的硬盘制造商找到了救命稻草。一夜之间，所有硬盘制造商都开始大谈垂直记录的先进性。日立的2.5英寸硬盘更是以极快的速度应用了垂直记录技术。一旦有了突破极限的技术，那剩下的将会是容量的竞赛。Seagate随后拿出了750GB的3.5英寸SATA硬盘酷鱼7200.10（Barracuda 7200.10）。与此同时，HGST也在2.5英寸硬盘领域推出了更高容量的硬盘产品。所有这些都表明，2006年注定是磁盘存储不平凡的一年。下半年，垂直记录的引入将持续带来硬盘容量和速度的显著提升。