科技年轮 | 用CPU烤肉？论奔腾4的正确使用方式

上礼拜飘哥聊到了大名鼎鼎的图拉丁核心（戳我传送至上篇），分享了奔腾这个品牌最辉煌的时刻，那么今天飘哥要与你聊的，则是这个品牌堕落的历史。

来到新世纪，首次受到了AMD威胁的Intel一时间乱了阵脚，匆匆推出的1.13Ghz奔腾3处理器又面临着召回的窘境。不过当时的人们认为主频的高低就代表了性能的高低，于是Intel祭出了他们的“大杀器”——奔腾4。

之前说过，从Pentium Pro直到Pentium III，Intel的这几代处理器都是基于P6架构设计的，这是个非常优秀的架构，性能高功耗低，只有一个问题——频率上不去。然而刚刚在频率上面被AMD羞辱的Intel怎么甘心自己的频率上不去？在当时的消费者看来，你的频率比对手低就意味着你的性能比对手低。

于是，Intel就想了个歪点子——我不惜一切搞个频率超级高的架构不就完了？于是奔腾4和其采用的NetBurst就这样登上了历史的舞台。

处理器的频率其实和流水线的级数密切相关，Emmm…今天飘哥并不想在这里介绍啥是流水线，但你只要知道流水线级数越多，处理器就能达到更高的频率就行了。并且当流水线级数过多时，CPU的效率会受到影响，这是因为当流水线中的一级出错的时候，完整重新走一遍的流程会变得更长，因此其效率就会受到影响。

那说了这么多，流水线和奔腾4有啥关系呢？原来奔腾4所采用的NetBurst架构将原来奔腾3处理器的10级流水线延长到了20级，因此频率就可以大幅度提高，在同工艺下可以做到非常高的频率。比如说180nm制程下，铜矿奔3连1.13GHz都很难上去，但第一代奔腾4却能达到接近2GHz的高度，这个时候在频率数字上吊打AMD就变得轻而易举了，因此奔腾4上市初期可以说是惊为天人，所有人都被其恐怖的频率震撼了。

然而当媒体收到这颗CPU进行评测的时候，大家开始发现事情似乎没有那么简单，奔腾4处理器的性能好像并不如预期，1.5GHz的奔腾4甚至在某些测试中连1GHz的奔腾3都打不过。这就有点尴尬了，当时的人们猜测是由于软件优化或者是驱动不完善导致的，然而后来的事实却证明，直到退市，奔腾4的效率都是这么感人。

而对手AMD这边，凭借着速龙处理器的良好性能表现，市场占有率和口碑节节攀升，后来的速龙XP更是直接挑战到了Intel的地位，而面对Intel这开挂一样的主频数字，AMD采用了一个相当聪明的办法来应对——他们并没有学Intel来开发这种高频低能的处理器，而是采用了一种叫做“PR值”的方法来表示处理器的性能定位——比如说Athlon XP 2500+，意思就是“我们的处理器性能大概比Intel 奔腾4 2.5GHz的再强那么一丢丢~”。这种命名方式显然是非常成功的，AMD凭借着低频高能的Athlon XP蚕食了相当多本是Intel处理器的市场，并在玩家之间形成了极好的声誉。

但速龙处理器也有一个致命伤——很容易烧毁。当年AMD是有自己的半导体工厂的，并不像现在需要由第三方来代工，然而其制造工艺却一直比Intel落后半拍，因此其发热量其实相当大。而其采用的Socket 462架构的散热设计相较于Intel的Socket 478可以说是落后了一个时代，因此超频时烧毁的案例屡见不鲜。另外，由于AMD当年并没有自己的芯片组，因此在平台上也会受制于人，所以Athlon XP虽然性能强大价格实惠，但终归是以DIY玩家购买较多，而在OEM品牌机领域则表现不佳，不过这也为之后Athlon 64的大成功埋下了伏笔。

说回到Intel的奔腾4处理器，在发布之初，Intel曾宣称奔腾4所采用的NetBurst架构是为10GHz以上的主频所设计的，当然在今天也许你甚至会笑出声，但对当时的人来说，这无异于一颗重磅炸弹——10GHz的主频对于当时1GHz的水平来说可是整整十倍啊！别忘了，当年是没有多核处理器这种操作的，因此人们认为主频即是正义也无可厚非。

然而第一代奔腾4推出之初，Intel为了保证其旗舰的性（bi）能（ge）可以得到完全发挥，发布之初的奔腾4采用了Socket 423封装搭配850芯片组，最关键的是必须要搭配价格及其昂贵的Rambus内存才能使用，虽然首次带来了双通道技术，但如果你只想用单通道的话，还需要插一条没有容量的内存条……这就使得其平台价格高高在上，自然销量也就上不去。而当时的人们质疑Socket 423本身也只是一个过渡用的平台（后来果然如此），毕竟你看这个外形……对吧。

接下来的2001年，Intel靠这款坑爹的处理器坑了一大波钱，也推出了后来封神的图拉丁架构CPU，这也为下一代奔腾4做好了工艺上的准备。接着，2002年1月，Intel正式推出了代号为Northwood的第二代奔腾4处理器。

新处理器采用了全新的Socket 478接口，这也就意味着同样是奔腾4，新处理器并不能插在当年花大价钱买来的850主板上，这让很多买了第一代奔腾4的用户大呼坑爹，并且随着478平台的推出，新推出的845芯片组也对当年主流的SDRAM内存和新兴的DDR内存提供了支持，这使得平台价格大幅下降……（当年买了第一代奔腾4的人真的是……）

而随着Northwood的推出，奔腾4这款处理器进入了真正的成熟期，这也是唯一一代称得上优秀的奔腾4处理器。

在Northwood上，英特尔首次带来了超线程技术，而这一技术对于长流水线的奔腾4处理器来说提升是非常巨大的，而130nm工艺使得其频率可以直冲3GHz，再加上扩大整整一倍的缓存，使得这一代奔腾4处理器的绝对性能非常优秀。而由于奔腾4使用了全新的总线设计，再后来总线频率达到800MHz并搭配双通道内存的时候，其整体平台性能是相当强悍的，AMD当年的Athlon XP即使效率更高，但在绝对性能方面却并没有优势，就这样，奔腾4度过了最辉煌的两年——直到2004年其继任者Prescott和对手AMD的Athlon 64的推出。

2004年2月，Intel发布了代号为“Prescott“的第三代奔腾4处理器，然而这次并不是简单的更换制程而已——Intel在Prescott上把流水线由20级延长到了31级，好不容易借助超线程提升了一些的效率又被打回了原形。

产品发布之后，人们就发现Prescott每个时钟周期比Northwood多产生大约60%的热量，要知道Prescott使用的是更先进的90nm工艺来制造的。最后，温度问题变得愈发严重，Intel不得不放弃Prescott架构，并且开发4GHz部分的努力也被认为是浪费内部资源而被放弃了，奔腾4系列的最高频率也就定格在了3.8GHz。另外，5.2GHz的Prescott内核才能与2.6GHz的Athlon FX-55的性能相比。回首当初Intel发布Pentium 4时吹嘘的10GHz主频，这……

为了在一定程度上缓解Prescott处理器的恐怖热量和功耗，Intel叕更新了处理器的接口，换成了对后来影响巨大的LGA775接口，但这并没有能够压制住其恐怖的发热量，也就是从这时开始，散热器开始越做越大，甚至Intel还推出了专用的机箱标准——38度机箱。然而Intel的丧心病狂之路还没有走到尽头——

2005年5月，英特尔推出了第一款双核心处理器——奔腾D，采用”Smithfield“核心（其实就是把两个Prescott粘起来）。其中普通Pentium D是没有超线程功能的，而价格昂贵的Pentium Extreme Edition则具备超线程功能。这款后来臭名昭著的胶水双核处理器最高功耗远超100W，成为了名副其实的大火炉，而性能方面却并不尽如人意，成为了英特尔历史上最失败的处理器之一。关于奔腾D和其继任者的更多内容飘哥在之前的科技年轮当中曾经介绍过，你可以戳这里去回顾一下。

总之，90nm的奔腾4和奔腾D可以说是失败之至，这也为接下来酷睿处理器的登场埋下了伏笔。

而这时候AMD在干嘛呢？

AMD在2003年9月推出了第一款64位x86处理器（后来Intel的EM64T其实就是AMD64），不过第一代Athlon 64同时推出了两种接口——Socket 754和Socket 940，后来又推出了Socket 939，可以说是相当的混乱。同时，为了应对当年的Pentium 4 Extreme Edition，AMD还推出了Athlon 64 FX，采用了不锁倍频的设计，价格当然也是十分吓人。

Athlon 64首次在x86架构上引入了64位指令集，因此算得上是一代经典之作，而且其超高的效率更是让同时代超低效率的Prescott奔腾4无地自容，直到时任Intel CEO贝瑞特的惊天一跪，才宣告着奔腾4时代的结束，而这场大战的胜者是AMD。

Athlon 64时代，AMD的市场占有率首次突破了50%，还记得那时候大街小巷都是贴着AMD Logo的网吧吗？因此2006年才有了AMD收购ATi的惊人之举，当然，这已经是后话了……

再后来，由于奔腾4系列处理器这样的表现，奔腾这个品牌的含金量大幅下降，之后的旗舰产品便采用了新的名称——酷睿。酷睿系列处理器的推出，意味着奔腾时代真正离我们而去，效率为王的新时代正式走上了前台。

当然，在奔腾4处理器寿命的末期，Intel也为它用上了更先进的65nm工艺。由于NetBurst架构的频率很容易提升，在液氮的加持下，在推土机架构发布之前，65nm的奔腾4家族曾长时间占据着世界超频记录的宝座，直到今天，65nm的赛扬D 352也排在最高频率榜的第三名，虽然这并没什么卵用就是了。

奔腾4时代Intel的失败可以说是Intel自己作的死，然而后来AMD居然会重蹈覆辙推出推土机架构的处理器也是让人相当费解。

不过奔腾4和奔腾D的黯然离场基本上就宣告了奔腾时代的结束，这个曾经无比辉煌的品牌也难逃盛久必衰的命运。

但你可能会问了，现在奔腾处理器不是现在还存在着吗？下周，飘哥会和你聊一聊“后奔腾时代”的奔腾处理器，我们下周五再贱~

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