篇名 : 超微 AMD 作者 : 林國勝 國立土庫商工 綜三丙班沈俊逸 國立土庫商工 綜三丙班涂晉魁 國立土庫商工 綜三丙班 1
壹 前言 AMD 在世界佔有一席之地, 生產的產品雖然不多, 但在各廠商中也算有口碑的, 尤其是電腦所不可或缺的心臟 CPU, 更是為 AMD 的核心產品, 那更是我們值得去探討的東西 本小組最想了解為何 AMD 能有如此的實力對抗所有廠商, 一定有什麼策略或方法吧, 所以本小組將 AMD 的發展做起點, 然後以 AMD 與第二大廠商 Intel 此兩家的競爭趨勢作為終點, 這樣便能對 AMD 公司更進一步的接近 本篇小論文的目的, 是為了了解超微公司的發展現況及過去的歷史背景, 就由此間接得知處理發展狀況, 最主要探討超微對英特爾競爭對手的競爭比較, 以及超微擅長發揮的獨特技術, 保有全球處理器市場佔有一席之地 未來處理器市場入死誰手還有得等,AMD 市場過去發展及現況和引申出的發展可能性預測, 這就是我們要探討 AMD 處理器的過去現在到未來的目的 2
貳 正文 1 發展歷程 本章的第一節是在介紹 AMD 超威公司起初以及公司在各個國家設置場的簡 單敘述, 第 2 節則介紹業務發展以及產品的演進 1.1 公司簡介 AMD 超威半導體成立於 1969 年, 總部位於加利福尼亞州桑尼維爾 AMD 公司專門為電腦 通信和消費電子行業設計和製造各種創新的微處理器 閃存和低功率處理器解決方案 AMD 致力為技術用戶從企業 政府機構到個人消費者提供基於標準的 以客戶為中心的解決方案 AMD 在全球各地設有業務機構, 在美國 中國 德國 日本 馬來西亞 新加坡和泰國設有製造工廠, 並在全球各大主要城市設有銷售辦事處, 擁有超過 1.6 萬名員工 2005 年,AMD 的銷售額是 58 億美元 AMD 有超過 70% 的收入都來自於國際市場, 是一家真正意義上的跨國公司 公司在美國紐約股票交易所上市, 代號為 AMD 1.2 業務發展 AMD 堅持 客戶爲本推動創新 的理念, 這是指導 AMD 所有業務運作的核心準則 AMD 與客戶建立了成功的合作關係, 以便更加深入地瞭解他們的需求 AMD 與技術領袖開展了密切的合作, 以開發下一代解決方案, 拓展全球市場和推廣 AMD 的品牌, 與一些以克服艱巨困難並依靠技術獲得成功的世界級領先者建立了合作關係 迄今爲止, 全球已經有超過 2,000 家軟硬體開發商 OEM 廠商和分銷商宣佈 支援 AMD64 位技術 在福布斯全球 2000 強中排名前 100 位的公司中,75% 以上 在使用基於 AMD 皓龍 處理器的系統運行企業應用, 且性能獲得大幅提高 3
1.2.1 産品區 對於需要高性能計算和 IT 基礎設施的企業用戶來說,AMD 提供一系列 解決方案如下表 : 表 1 AMD 桌上型處理器規格 2006 下旬 2007 上旬 2007 下旬 2008 上旬預定推出 低階桌上型 Sempron 低階桌上型 Sempron LE Sempron LE-1000 低階桌上型 Athlon LE-1000 低階桌上型 雙核心 Athlon 6000 主流桌上型 Athlon 64 主流桌上型 Athlon 64X2 主流桌上型 Athlon 64X2 BE 主流桌上型 三核心 Phenom 7000 主流桌上型 四核心 Phenom 9000 高階桌上型 Athlon 64 FX 高階桌上型 雙核心 Athlon 64 FX 高階桌上型 四核心 Phenom FX 4
表 2 AMD 筆記型處理器規格 低階筆記型 主流筆記型 主流筆記型 Mobile Sempron Mobile Turion64 Mobile Turion64x2 表 3 AMD 伺服器處理器規格 高階伺服器 高階伺服器 雙核心 Opteron 雙路四核心 Opteron 圖 1 k10 處理器 圖 2 k10 處理器 1.2.2 嵌入式解決方案 AMD 的嵌入式解決方案以個人電腦以外的上網設備爲目標市場, 鎖定的目標 5
産品包括平板電腦 汽車導航及娛樂系統 家庭與小型辦公室網路産品以及通信設備 AMD Geode 解決方案系列不僅包括基於 x86 的嵌入式處理器, 還包括多種系統解決方案 AMD 的一系列 Alchemy 解決方案有低功率 高性能的 MIPS 處理器 無線技術 開發電路板及參考設計套件 隨著這些新的解決方案相繼推出,AMD 的産品將會更加多元化, 有助確立 AMD 在新一代産品市場上的領導地位 1.3 研究與開發 爲了確保公司産品繼續保持其競爭優勢,AMD 多年來一直致力投資開發未來一代的先進技術 目前 AMD 已著手開發未來 5 至 10 年都可適用的高性能技術 目前 AMD 設於美國加州桑尼維爾 Sunnyvale 及德國德累斯頓 Dresden 的先進技術研發中心分別負責多個研發專案 此外,AMD 也與 IBM 合作開發新一代的工藝技術 爲了在當今競爭異常激烈的市場中獲得成功, 跨國電子公司需要值得信賴的供應商和合作夥伴來爲他們按時按量地提供他們所需要的解決方案 因此, AMD 採用了一種高效的 基於合作夥伴的研發模式, 確保它的産品和解決方案可以始終在性能和功率方面保持領先 借助於行業夥伴的技術和資源,AMD 爲它的産品集成了先進的亞微米技術 它的産品通常領先於行業總體水平, 而且成本遠低於平均成本 爲了在批量生産過程中無縫地採用這些先進的技術,AMD 開發和採用了數百種旨在自動確定最複雜的製造決策的專利技術 這些業界獨一無二的功能現在被統稱爲自動化精確生産 APM 它們爲 AMD 提供了前所未有的生産速度 準確性和靈活性 6
2 處理器介紹 2.1 介紹何謂雙核心處理器,2.2 介紹 Athlon64 X2 處理器,2.3 介紹 CPU 的運 算方法 2.1 何謂雙核心處理器? 雙核心的意思就是把兩個 CPU 包在一起, 變成一顆的意思, 就好像是現在的雙處理器一樣 ; 舉例而言, 你買了一顆 雙核心處理器, 速度是 2.8G X 2, 若軟體不支援雙核心技術, 那麼就只能發揮一顆 2.8G 的效能 ; 若軟體支援雙核心技術, 那麼就只能發揮 2 顆 2.8G 分工合作的效能 ; 指一邏輯單位 CPU 中具備 2 條執行緒, 至於為什麼會出現這樣的產品? 依照發展進程來看, 是現有處理器的架構已到達瓶頸, 換句話說就是時脈即使攀升, 所得額外效能也相當有限, 因此多執行緒的應用, 也就應運而生, 以做到每瓦數的耗電量, 得到更多的效能 雖然雙核心甚至是多核心的處理器早在企業級系統應用上不是先例 ( 例如 IBM Power5 晶片 ), 但是將多核心架構, 導入個人桌上型電腦系統中倒是第一次, 這也代表了晶圓製程的進步正將許多高端才有的概念性架構, 逐步移植到個人電腦上, 雖然桌上型多核心處理器 AMD 更早提出這樣的概念, 不過從 Intel 與 AMD 有志一同力推多核心處理器的情況看來, 桌上型電腦處理器的多核心趨勢可說是相當的明顯 雙核心 處理器和之前 P4 的 HT 技術 不同? 雙核心處理器是真的具有兩顆核心 軟體支援的話, 比起同時脈的單一 CPU, 性能提升超過 40% HT 技術則是用模擬的方式, 創造出兩顆處理器的假象 軟體支援的話, 比起同時脈的單一 CPU, 性能只微微提升,INTEL 號稱理論值為 25%, 但真實狀況僅為 5 %, 運氣好一點頂多 15% 匯流排與系統執行得效率關係大致上分兩種一種是內部匯流排在 CPU 內也是我們說的時脈, 一種是外部匯流排也就是我們常說的匯流排, 內部匯流排的位元數比外部位元數多, 一方面可以提升 CPU 速度, 另一方面可以為何 I/O 裝置主機板與周邊設備相容, 外部可以分資料匯流排 控制匯流排 位址匯流排這三種, 而它們必須經過北橋晶片來當 CPU 與記憶體之間的媒介, 所以一般我們只我匯流排都是指資料匯流排 7
2.2 Athlon 64 X2 處理器 AMD Athlon 64 處理器搭載 Enhanced Virus Protection(EVP) 防護功能, 結合 Microsoft Windows Service Pack2 增補程式集, 能協助電腦中的作業系統與應用程式防禦惡意病毒 電腦蠕蟲 以及木馬程式的攻擊 這套安全元件在現今任何桌上型或行動處理器上都沒有支援, 因此, 在 PC 硬體與軟體元件建構完善安全環境時,AMD Athlon 64 處理器為最佳選擇 Athlon 6000+ 是雙重核心, 插口 AM2 CPU 運轉在 3GHz 每核心 他們根據 Windsor 核心, 仍然 90 nanometre 並且最大的 TDP 是被要求的 125W 各個核心有高速緩衝存儲器 1024KB 可能由他們的 AMD Athlon 64 X2 6000+ 插口 AM2 裝箱, 2x 3.00GHz,2x 1024kB 貯藏所 ADX6000CZBOX 名牌認可 包裹包括一臺致冷機並且最便宜一個我們能發現費用 575, 包括新德國人百分之 19 VAT 直到除夕德國人支付了只百分之 16 VAT Phenom FX/X4 處理器,AMD 還同時展示了 3 款主板平台, 代號分別為 : Seahorse Wahoo 和 Hammerhead, 全部由 ATI 設計 其中首款 Seahorse 主板採用了 Socket AM2+ 接口, 基於 AMD 690 晶片組 ;Wahoo 主板基於 RD790 晶片組, 配備了兩個 CPU 插座, 支持 Sockets F+( 或者 Sockets G) 四核 Agena FX 處理器, 配備三個顯卡插槽 (1 條 PCI Express x16,2 條 PCI Express x8), 並提供 4 條 DIMM 插槽 ; 第三款 Hammerhead 只提供了對一顆 Socket AM2+ 處理器的支持, 板載四個顯卡插槽,4 條 DIMM 內存插槽 2.3 運算方法 其運算方法使用到 System Request Interface 以及 Crossbar Switch 的任務仲裁溝 通架構這兩種 : 1. 為 Ceossbar SwitchCeossbar Switc 駐個技術備廣泛應用在 MP(Multi-Processing, 多重處理處 ) 或大量數據交換中, 主要的原因在於 Ceossbar Switch 是一種高速交錯式點對點傳輸, 因此具備高頻寬的特性, 可以在輸入端和輸出端之間建立動態連接, 在每個輸入端和輸出端的交叉點上都有交叉式點開關, 該開關可以依據需要設置為 開 或 關 的狀態, 從而使不同的輸入端和輸出端導通 交叉開關允許對來自源端和目的端同時用互不重疊的通道進行通 8
信, 也允許一個輸入端向多個輸出端同時發送信息, 也因為具備交叉開關這樣的特性相當適合在雙核心處理器的核心間的大量數據傳輸, 或是用來連接處理器和暫存器 2. 為 System Request Interface 在 AMD 的架構中,Ceossbar Switch 便是備建立於記憶體控制器, 以及連結週邊的 Hyper Yransport 之上, 但由於 Ceossbar Switch 只是一個高頻的傳輸管道, 而在所有數據傳輸之前, 勢必還得擁有一個仲裁裝置存在, 如此一來才有辦法根據處理器負載狀況, 妥善的進行資料劃分, 而在這個位於 Ceossbar Switch 之上的仲裁裝置, 便稱為 SystemRequest InterfaceSRI, 系統請求介面 3 AMD 與 INTEL 的競爭 3.1 介紹 AMD 與 Intel 時脈比較,3.2 介紹 AMD 與 Intel 架構和核心技術相, 3.3 介紹 AMD 與 Intel 主機板晶片組比較 3.1 AMD VS Intel 時脈比較 INTEL 一向是以高於 AMD 時脈為主, 不過在新的 Conroe 之後, 將捨棄這樣 的想法, 改用全新的編號方式, 這些編號似乎也針對了 AMD 而來 在時脈上面, 在目前所發表, 從 1.6GHz 一直到 2.66GHz, 反而沒有以前來得高 AMD 則是維持在最高 2.8GHz, 這和以往沒有太大的改變, 應該是受限於 90 奈米技術的關係 INTEL 看似在時脈上敗退, 但是實際上卻是一大進步, 因為他開始思考技術 層面多於時脈 ( 以功耗來看,INTEL 在時脈的提升上還是有空間的 ) AMD 受限 製成, 所以無法更加突破, 停留在原先的時脈上踏步 3.2 AMD VS Intel 架構和核心技術相比 AMD 的 AM2 最大的特點就是支援 DDR2, 而且最高可以支援到 800MHz AM2 採用了 Socket940 腳位, 不過和前此的 AMD OPTERON940 伺服器核心可是 9
完全不相容 940 的 AM2 一樣分成了 Sempron Athlon X2 和 FX, 和以前的命名分類原則一樣, 不過不管是 Sempron 或是 Athlon, 全部都整合為統一針腳 940 囉! 不過在其他的部份改變的就不多了, 一樣是採用 SOI 的 90 奈米製程, 功率的耗損和 939 的 k8 相差不大, 從低階 35W 到 65W 再到高階 89W 另外,940AM2 支援的指令集和 939K8 是一樣,MMX SSE SSE2 SSE3 AMD64 3D Now Professional 都有 核心技術則是雙通道 DDR2-800 Cool`n Quiet NX-bit AVT EVP Hypertransport 也都如出一徹 桌上型處理器目前競爭及未來戰況如下表 : 表 2 桌上型處理器 AMD Intel 2006 市場戰況單核心低階 Sempron Celeron 單核心主流 Athlon 64 Pentium 4 單核心高階 Athlon 64 Pentium 4 HT 雙核心高階 沒有產品 Pentium D 最新市場戰況單核心低階 Sempron LE Celeron D 雙核心低階 Athlon 64X2 3800+ ~ 5400+ Pentium D 雙核心主流 Athlon 64X2 5400+ ~ 6400+ Core2 Duo 四核心主流 Phenom X4 Core2 Extreme 四核心高階 沒有產品 Core2 Extreme Penryn 2008 市場戰況預估單核心低階 Sempron LE Celeron Deal-core 雙核心低階 Athlon 64X2 Pentium Deal-core 雙核中低階 Phenom X2 Core2 Duo 三核中低階 Phenom X3 未確定 四核中低階 Phenom X4 Core2 Duo 四核心主流 Phenom X4 Core3 Quad 四核心高階 未確定 Core3 Extreme Desktop 10
INTEL 在 Pentium4 初始時就推出沿用至今的 NetBurst 微處理器架構也將在新 世代的處理器中改變, 新採用了 Core Micro-architecture,Core 微處理架構, 分成 了 5 個主要功能 : 1. Wide Dynamic Execution( 寬動態執行 ) 2. Advanced Digital Media Boost( 進階數位媒體增強 ) 3. Advanced Smart Cache( 進階智慧快取 ) 4. 4.Smart Memory Access( 寬動態執行 ) 5. Intelligent Power Capability( 智慧記憶體存取, 進階 Prefetch 機制 ) 這一個新架構的最大優點其中之一就是大幅的降低了功耗, 據 INTEL 所言, 它減低了 40% 的功耗, 增加了 40% 的效能! 如果拿來跟 Presler 9x0 和 EE 系列的平 均 110W-130W 相比,Conroe 平均 65W 的耗電量真的是非常的驚人了! Conroe 是採用 65 奈米製程, 前端匯流排為 1066MHz 快取使用了新的技術, 叫做 Smart Cache, 雙核一同 Share L2 快取, 不再像以前要通過北橋和匯流排的 通道制限 指令集方面,INTEL Conroe 有 MMX SSE SSE2 SSE3EM64T 另外多了新的 SSE4, 核心的技術上則有之前的 XD 病毒防護 EIST ThermalMonitor 溫控防護 INTEL VT 虛擬化等等 至於在 Pentium4 年代所使用的 HyperThreading 多執行緒就沒有延續下來 如果這樣比較起來,AMD 要不是因為 DDR2 的支援, 可能和原先的 939Athlon 沒有太大的差異, 說不定也不會改成 940 針腳了 不過它強勁的地方也在此,DDR2 雙通道的直接由 CPU 控制, 少了一道北橋晶片, 是一個優於 INTEL 的做法 反觀 INTEL, 新的 Conroe 從裡到外, 徹頭徹尾的全部翻新 最受至注意的, 就是 SSE4 和 Smart Cache 和功耗, 一般認為,Conroe 對於扳回 INTEL 目前處理器評價的劣勢, 奪回王座是非常有可能的 3.3 AMD VS Intel 主機板晶片組比較 INTEL 的新的處理器 Conroe 一樣是採用了 775 針腳, 不過, 現今除了 975 晶 片組之外, 其他皆不支援 未來則是有新一代的晶片組 965 963 和 946 的晶片組 11
支援, 南橋也將推出新的 ICH8 版本來做更完善的搭配 主機板晶片組皆以 DDR2 為主, 從 DDR2-533 一直到 800MHz, 而且皆支援雙通道, 在儲存設備的支援, 像是 SATA2 RAID 都是一樣不缺, 另外, 像是 HD AUDIO 1394a USB2.0 PCI-EXPRESS 不過這也是看主機板製造商最後所推出來的配備為主 在當初開發新的 CPU 時, 應該會以這些為第一優先, 而後廠商會陸續推出其他的晶片組來支援 AMD 的 AM2 其實在目前市場上主流的主機板晶片組都可以支援, 只不過因為 DDR2 雙通道的支援, 才改為 940 針腳 而比較新的主機板晶片組, 應該還是以 NVIDIA 為大宗,NVIDIA 將推出 nforce 500 系列, 像是 590SLI 570SLI 570 和 550 的 MCP 晶片組, 內建顯示則有 6 系列 AMD 的其中一個優勢就是在 NVIDIA SLI 的支援, 這部份在新的 AM2 上還是有支援, 而且甚至到達 Quad SLI(4 張顯示卡 ), 以現今遊戲市場興盛和 NVIDIA 行銷策略的成功來看,AMD 搭 NVIDIA 是非常受到歡迎, 這也是 AM2 可能會繼續受到消費者青睞的一個重要原因 12
參 結論 經過了漫長的整組討論之後, 可以從中發現 AMD 對電子產業所造成的影響相當的大, 尤其在後期的成長速度更是頗為驚人, 世界上每家的電腦的中央處理器幾乎都是用 AMD 或者是 Intel 很少聽到別的廠商的名字在耳邊繚繞, 這也正是我們所佩服的地方, 不僅在其中所生產的中央處理器這世界聲名遠播, 就連總公司的資本也高的驚人, 在 2006 年營收入就高達 $56.49 億美元, 這是無法否認的事實 在未來, 如果有機會的話, 我們將繼續往內部探討 尤其是以 AMD 的最新產 品方面, 如四核心 八核心以上, 或者目前材料以矽為主, 但說不定將來會發現 可以以別的元素來製造, 這些都是值得討論的 13
肆 引註資料 1. 超微台灣官網 : http://www.amd.com.tw/us-en/corporate/aboutamd/0,,51_52_484,00.shtml 2. 超微台灣官網產品資訊 : http://www.amd.com.tw/us-en/processors/productinformation/0,,30_118,00.shtml 3. 光華商場 : http://www.oc.com.tw/readvarticlen.asp?id=12138 http://www.oc.com.tw/readvarticlen.asp?id=12062 http://www.tomshardware.tw/ 14