[專題] 談Tejas之死 暨P4系列上市6週年紀念專題

[oijkue ()]

文前聲明:

本文單純為個人研究結果,因為我不是相關科系或業界中人士

內容有可能會有錯誤或不足的地方,希望有產業界的朋友

能夠來補充或是指正,這樣才不會有誤導他人的可能,

而且能帶給其他人更完整,且不同角度觀點的內容

另外本篇文章僅為單純學術研究之用,感謝所有協助完成本文的朋友及網站

若有相關著作權的問題,請來信告知以便改進,也嚴禁無斷轉錄至任何商業性媒體



本專題內容概要:

1.談intel Netburst架構的誕生時空背景,以及主要優缺點與概念

2.分析前後Netburst時代,其中的差別以及與競爭對手的相對比如何

3.詳細了解Tejas核心的特徵,以及Tejas/Jayhawk核心實物圖片首次曝光,

以及intel為何最後取消開發,與更下一次世代Nehalem都胎死腹中?

4.今後intel處理器可能發展的方向


另外本人非專業人士,本篇文章的內容與分析大多是從一般使用者的觀點

以及一般經濟理論來分析,對於核心專業技術的內容較為不足

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P4與Netburst架構的誕生原由:

在intel Pentium III以及AMD K7時代,雙方開始了時脈方面的競賽

因為兩者的製程技術非常的接近,因此對於時脈的競爭相當激烈

尤其是1GHz這個重要的整數關卡,後來竟然是AMD的K7先達到這個里程碑

身為龍頭的intel當然因此面子不太光彩,在2000年中推出所謂的"超頻板" Pentium III

基於Coppermine 0.18um核心 時脈為1133MHz,企圖打擊AMD高漲的士氣

但是事實上,在1G以上的時脈早就是Coppermine的極限了

所以推出這顆1133MHz完全是技術性宣示的意義,而且產量極少

當時也發生了一起著名的tomshardware網站<-->intel的不愉快事件

這起事件的詳細始末,在以下網址的記載可以了解

http://www.tomshardware.com/2000/07/31/intel/
http://www.thg.com.tw/article_000029303.html


為何intel與AMD會如此的執著於高時脈上的競爭?

原因就在於當時,Pentium III與K7的同時脈核心效能幾乎相去不遠

只能說雙方互有勝負,所以消費者要了解效能最簡單的方法就是依據時脈數字的大小

所以1GHz這個關卡,具有實質上與精神上的雙重意義

intel為了從根本上奪回領先,就設計推出了具革命性的Netburst架構


Netburst架構最基本的觀念以及特徵:

首先Netburst架構最重要的目標就是更易達到高時脈的數字

但是與P6架構的Coppermine核心相比,就同時脈的核心效能來說竟然是落後的

intel原本打的如意算盤與主要概念就是:

假設在同製程的條件之下,P6架構最高可以做出時脈1GHz的核心

但是Netburst架構的核心效能只有P6架構的70% (這點也是假設)

這沒關係,Netburst架構的特色就是高時脈

只要時脈能夠拉到1.5GHz以上,就可以把這失去的30%效能給補回來

總而言之,intel是換了一條路來達到更高效能的最終目標


雖然同時脈的P4與PIII相比,P4的效能明顯輸給PIII

但是intel在這個方面做了冷處理,在行銷上強調P4的高時脈

卻對普遍的程式應用卻是比PIII較低效能的這個缺點給淡化

另外一點就是P6架構的Tualatin 0.13um核心,在推出時intel也是因為行銷的考量

在廣告與宣傳上,明顯的不如P4系列產品


也因為從Netburst架構開始,intel一系列處理器的特徵就是低效能卻高時脈

如果AMD的產品名稱照樣只用時脈數字來宣傳或者是行銷,怎麼打也打不過intel的P4系列

所以AMD產品使用PR值來標示產品規格 (performance rate),就是從P4上市之後開始

訴求的就是讓消費者對AMD與intel雙方產品,有更容易理解的效能觀念

影片:蘋果電腦談The Megahertz Myth
http://www.youtube.com/watch?v=PKF9GOE2q38


P6架構與Netburst架構的主要優缺點與特徵:

P6架構的優點如下:

1.在同時脈條件下的核心溫度較競爭對手低 (AMD K7)

2.結構簡單,die size細小

3.總和以上兩點,發熱量與耗電量相較之下在低水準

P6架構的缺點:

1.不易達到高時脈,在1GHz之戰輸給AMD K7

2.核心效能普通,在PIII時代與競爭對手相比沒有大幅的勝出

Netburst架構的優點:

1.更容易達到高時脈

2.浮點運算單元為128bit,對於多媒體處理與轉檔有壓倒性的高效能

Netburst架構的缺點:

1.die size過於肥大 (這個也是最主要最致命的一點,有很大多數的次要缺點都和這有關)

2.較高的管線階數,造成實際的核心效能低落

3.需要較多的耗電量,以及較高的發熱量


其他像是以下幾點都是Netburst架構,與P6架構共有的特徵,

只是出現的時間早晚而已

1.Quad system bus (FSB=外頻的4倍)

2.SSE2 SSE3 SSSE3 SSE4系列與EM64T等等的指令集


結論就是:只要Netburst架構的時脈夠高到一定程度,

足以掩蓋其他的缺點,或是缺點被大眾所接受

所以就單純理論上的這個角度來講,intel推出Netburst架構這條路並沒有走錯


最後關於一點也很重要的,就是Netburst與P4系列高耗電量以及高發熱量的真相

很多人都誤以為,P4發熱量大是因為太高溫

我認為要精確講起來的話,這個並不是P4高發熱量真正的理由,而且只對了一半

事實上,在同時脈的條件之下Willamette與Northwood的核心溫度

和P6架構的Coppermine Tualatin相比相差不大,甚至更低溫

問題就出在die size與P6架構相比實在太大了,這才是P4系列高發熱最主要的原因

核心溫度太高溫,這現象只出在後期的prescott與cedarmill核心身上

而且後者的溫度要比前者還要高

關於die size與耗電量/發熱量的詳細關係,之後會有特別專題說明


圖:intel P4 1.4G移除鐵蓋,與PIII 550MHz的die size比較
http://219.84.132.86/ftproot/060404/tejas/diesize_p3p4.jpg

可以很明顯的見到,同樣是基於0.18um的製程技術,L2 cache同樣只有256K

Netburst架構的die size非常明顯的巨大,這也是我前面所說過最重要的一個缺點


另外移除cpu的鐵蓋需要特殊器具,而且不是每一顆cpu都適用

若無經驗者請勿模仿,以免受到意外的損失

要相關教學者,我之後可再補上詳細

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再來談Netburst的前後時代,相關產品的興衰以及對比

為何我要把Netburst分為前後時代呢??

(前=Willamette與Northwood核心,後=Prescott與Tejas CedarMill核心)

雖然都是基於Netburst架構下,但是這兩個時期的產品特徵

以及與競爭對手之間的市場關係,都有著截然不同的表現


首先是初代的P4 Willamette核心:

這是Netburst架構初亮相的第一個產品,當然也具有一定意義

標準平台是搭配了i850晶片組 socket-W(423)主機板,以及高速rambus記憶體

Willamette核心晶片特徵如下:

時脈:1.3GHz起跳,最高到2.0GHz

cache:L1=8KB data/12KB trace ,L2=256KB

TDP:由48.9W起跳(1.3G socket423) 最高到75.3W(2.0G socket478)

電晶體數目與die size:4200萬/217mm2  (相當於PIII Coppermine的1.5倍/2.17倍)

最早發表日期:2000/11/21 (1.5G=$819USD 1.4G=644USD)


個人評論:

要我對初代的P4是否成功下定論的話

我只能說,雖然表面上看起來成功了 (就效能而言明顯勝於同時代的K7)

但也付出其他巨大的代價

最主要的代價就是"貴",從P4處理器的生產開始 到i850晶片組 rambus沒有一項是便宜的

die size是最直接影響成本的主要因素就不再多說了,更何況Willamette高達217mm2

加上當時大多數只有8吋晶圓的時代,這個劣勢也跟著更明顯

另外i850的die size也不小,在製造成本上也是一個壓力

圖:移除北橋散熱片後的i850標準主機板全貌,以及晶片特寫
http://219.84.132.86/ftproot/060404/tejas/i8501.jpg
http://219.84.132.86/ftproot/060404/tejas/i8502.jpg

至於rambus的缺點大概就更為使用者所知了,不但高發熱而且價錢遠高於SDRAM

對顆粒廠來講,生產同容量的rambus成本上 基本上也多於SDRAM

RAMBUS收取權利金影響評估
http://www.e-stock.com.tw/report/Report.asp?ID=72309

圖:rambus模組去外殼後的晶片顆粒照片
http://219.84.132.86/ftproot/060404/tejas/rambus.jpg


因為P4平台各項零組件的生產成本不低,所以在Willamette 0.18um時代來講

雖然整體效能勝過於對手的AMD K7,但售價一直高居不下影響了實際銷路

也逼得intel提早放棄基於rambus的socket423平台,

進而推出比較便宜的i845晶片+DDR記憶體這種比較便宜的組合

這才稍稍挽回了一點P4的銷售量

在i845晶片組一推出之後,在價格上毫無優勢的i850 rambus平台一夕崩盤

也因此socket423的使用者往往非常悲情,就拿實例來講

前面幾頁有一張P4 1.4G移除鐵蓋的照片,該cpu是本人在今年10月中

在網路上以$200元低價購得的中古良品,換句話說這顆cpu現在的實際價值

只有六年前剛上市時的1%,也許這個例子過於誇張,不過事實就是如此

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接下來是二代的Northwood核心:

Northwood延伸出來的產品線非常的廣泛,相關產品也非常的多

但是標準的主流平台搭配大概不離以下:

FSB800 CPU+i865晶片組+雙通道DDR400記憶體


Northwood核心晶片特徵如下:

時脈:1.4GHz起跳,最高到3.4GHz

cache:L1=8KB data/12KB trace ,L2=512KB

TDP:由20.8W起跳(P4-M 1.4G) 最高到89.0W(P4 3.4CG)

電晶體數目與die size:5500萬/131mm2  (相當於Willamette的1.31倍/0.60倍)

最早發表日期:2002/01/07 (2.2G=$562USD 2.0AG=$364USD)
             2003/04/14 (3.06G HT=$417USD)


個人評論:

Northwood核心說穿了,大部分只是基於Willamette核心使用0.13um製程

再加上一倍L2 cache做出來的產品,只加入了一些新功能

基本上的架構仍是大同小異的

可參考http://www.sandpile.org的其中兩張圖

http://www.sandpile.org/impl/pics/intel/p4/die_180nm.jpg
http://www.sandpile.org/impl/pics/intel/p4/die_130nm.jpg

所以在未加入額外新功能,以大幅增加核心電晶體的情況之下,

Northwood的die size完整了"享受"來自0.18um-->0.13um製程微縮的好處

die size只剩下131mm2 算是一顆普通中階cpu標準的die size

在發佈時的定價比Willamette低了不少,其中最重要的原因就是如此

也因為這個理由,Northwood核心的衍生產品開始大量產出

包括了P4-M,XEON DP MP的Prestonia Gallatin等等,以滿足各方使用者的需要


時脈方面,Northwood核心在這方面表現的非常優秀

只單單靠0.18um-->0.13um的製程微縮,基本的架構仍然沒有改變的情況之下

就出現了這麼大幅度的成長,而且因為die size只有Willamette的0.6倍

也因此在同時脈的狀況之下,耗電量也遠低於Willamette

這點讓時脈能夠大幅的提昇,而沒有散熱上或是電路上的後顧之憂


另外一個就是俗稱HT技術的Jackson Technology

原本intel只用在XEON DP的Prestonia核心上面,後來Northwood核心經過小改版

就是我們常見的FSB800+HT的CG系列 (3.06G FSB533那顆也算)

HT技術的基本目標,就是在於減低Netburst架構效能損失的缺點

一句簡單的話描述HT技術,就是把cpu空閒浪費掉的地方盡量"塞滿"

但是對一般大多數的人而言,HT技術大概就是把工作管理員打開

可以看到兩顆cpu的"爽度",認為自己電腦裡就像真的有兩顆cpu一樣,獲得滿足感


再來是一個Northwood核心的衍生物--加入L3 2MB的Gallatin核心

die size高達237mm2,原本只用在XEON MP這種高階的產品線

但是intel突發奇想,把Gallatin核心拿到桌上型市場就是之後出現的P4-EE系列

還有一點就是,某些L3 cache作壞的Gallatin通不過品管被打下來

後來就作成一部分的P4 CG系列 (就是Northwood M0 step.)

有些人在買P4 CG時有注意到這一點,認為買到M0 step.就等於買到P4-EE的感覺

我認為刻意去挑M0 step.的P4 CG主要還是爽度為主,實際的意義並不大

畢竟M0和D1 step.的die size不一樣,雖然L3 cache已經被屏蔽

但是M0的耗電量與TDP還是比D1大,就這點來看實際上應該是無太大意義的


所以我會認為,Northwood核心是最能發揮Netburst架構的長處

而且短處通通都不明顯,算是intel Netburst架構代表之作

在AMD K7巴頓的時代,不但發熱量高 (主因在核心溫度高 而不是die size大)

把雙方最頂級的cpu拉出來,就整體優缺點來講AMD也無法和intel抗衡

直到了K8時代,雖然同樣都是基於0.13um製程

但是就整體評比來看,AMD已經有跟intel拉近的趨勢

例如FX-55就是一顆名作,主要對手就是intel的P4-EE 3.4G

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之後就是邁入Netburst架構的後期,被公認非常不理想的prescott核心

prescott是intel再度花時間精力研發出的另一個新核心

雖然和Northwood核心一樣是基於Netburst架構,但是在結構與特徵上卻有不小差異

主要的標準平台是:

prescott+i915 LGA775主機板+DDR2 533記憶體 (雖然個人並不認同這個搭配...)


Prescott核心晶片特徵如下:

時脈:2.13GHz起跳,最高到3.8GHz

cache:L1=16KB data/12KB trace ,L2=1024KB/2048KB

TDP:由84.0W起跳(P4 506) 最高到115.0W(P4 670)

電晶體數目與die size:12500萬/112mm2  (相當於Northwood的2.27倍/0.86倍)
                     16900萬/135mm2  (相當於Northwood的3.07倍/1.03倍)

最早發表日期:2004/02/01

(2.8AG=$163USD 2.8EG=$173USD 3.0EG=$218USD 3.2EG=$278USD 3.4EG=$417USD)


個人評論:

intel在Northwood核心嚐到Netburst架構的甜頭以後,便積極的進行下一世代晶片的開發

畢竟Northwood核心達到了3.4G的時脈,只有與最理想的理論值相去不遠 (後文會詳細說明)

研發出另一個在理論上能更達到高時脈的晶片

希望藉由改良架構+微縮製程雙重的幫助之下,能夠再有更大幅度的時脈提昇

把好不容易推出K8架構趕上來的AMD,遠遠的拋在後面


雖然說prescott是個新設計的晶片,而且各把L2 cache加到1MB/2MB

但是它的核心效能相較於Northwood,卻是個互有勝負而不是大幅勝出的情形

這下好了,既然同時脈的核心效能沒有進步

那時脈方面總要有大成長吧,畢竟prescott是為了再達到更高時脈所開發的晶片

很可惜的,事實上只達到了3.8G而已,令不少人大失所望


有一句話就是說:"不進則退",這句話特別適用在電子業中

要是你今天做不出來,競爭對手會幫你給做好,順便幫你取得市場

今天Northwood-->prescott只有從3.4G進步到3.8G,這麼小的幅度根本等於沒有

prescott核心在效能上沒有明顯進步,反而又帶來一大堆的缺點了

最主要的就是核心溫度與耗電量大幅提高,進而造成散熱上的困難以及噪音

反觀競爭對手的K8架構,在0.13um剛推出來時各項表現就已經很不錯

只是die size稍微高了點,也因此生產成本不小

從0.13um-->90nm這段路,AMD也並沒有大幅修改核心的結構

只靠更微縮的製程來獲得好處,類似P4 0.18um-->0.13um的情況

不過這就夠和intel的prescott競爭了,而且在各方面的表現都遠遠的勝出


我對於prescott的結論就是,之所以會在90nm世代輸掉大部分的市場

不是因為K8太強,而是intel根本沒進步,而增加不少的新缺點

prescott的高時脈理論其實沒有錯,但實際上做出來卻嚴重不符理論

與Northwood空冷的一般環境相較之下,官方推出的最高時脈只有從3.4G-->3.8G

剛好這兩個核心最頂級的產品3.4CG 3.4EG E0與G1,我都有使用過的經驗

實際的超頻 (加適當電壓,24x7穩定性為標準),Northwood大約在3.7G

prescott E0 step.在3.85G左右,G1在4.1G左右

同樣是兩者的結果相差不多,僅僅3.7G-->4.1G而已

事實上,prescott要符合高時脈的理論只有在相當極端的環境下才可能

例如使用LN2 (liquid N2 液態氮 -196c),Northwood的公認最高紀錄應該就是

湯姆鐵鎚使用intel原廠特挑給他的3.4CG超頻至5.25G
http://www.tomshardware.com/2003/12/30/5_ghz_project/page11.html

Prescott現時的最高紀錄應該是日本超頻玩家大箸

把P4 670超頻至7.38GHz,總算和Northwood的5.25G有一段明顯距離
http://222.151.144.121/c-board/c-board.cgi?cmd=one;no=3898


所以有很多人會問或是有類似的想法,要是intel當初不要多事

直接把Northwood丟到90nm製程,不要研發什麼prescott Tejas之類的東西

也許情況會更好也說不定

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接下來進入第三個主題,也是這個專題的重點之一

談具有神秘感Tejas核心的開發背景時空,以及相關的資料


事實上在prescott核心尚未上市前,Tejas核心早就已經在開發了

特徵就是比prescott再達到更高時脈的版本,等於是prescott的加強版

prescott相對於Northwood有什麼特徵,這些特徵都會出現在Tejas身上,而且是更明顯

例如prescott的其中一項特徵就是核心溫度偏高,而Tejas只會更高


據網路上當時記載基本的規格大約如下

1.為了應付更多管線帶來的效能損失,Tejas將有更進階版的HT技術

而這個進階版的HT技術將有4個執行緒,亦即工作管理員打開來有4個CPU

2.LaGrande安全性技術,這項技術原本是在prescott就會加入的

可是intel最後跳票,原本計畫將會在Tejas加入,目前已由類似的XD Bit技術所取代

3.為了應付進階版HT技術的需要,L1 cache由原本的16K/12K增加為24K/16K

4.增加8個Tejas新指令集

5.初期使用90nm製程 L2=1MB/2MB die size高達213mm2

6.LGA775腳座 FSB800/1066

7.預計在2004年底推出

8.在5.33G時脈時,TDP:125W


圖片:Tejas diesize=213mm2
http://219.84.132.86/ftproot/060404/tejas/tejasdie.jpg


以下這是intel官方原本在2003年底公佈的藍圖,但是未實際完成的部份,

Prescott最高時脈可達到4.80G,同樣是90nm的Tejas,將由4.4G開始起跳


Prescott 4.00GHz (FSB 800MHz/1M)
Prescott 4.20GHz (FSB 800MHz/1M)
Prescott 4.40GHz (FSB 800MHz/1M)
Prescott 4.60GHz (FSB 800MHz/1M)
Prescott 4.80GHz (FSB 800MHz/1M)
Prescott 4.80GHz (FSB 1066MHz/2M)

Tejas 4.40GHz (FSB 800MHz/1M)
Tejas 4.60GHz (FSB 800MHz/1M)
Tejas 4.80GHz (FSB 800MHz/1M)
Tejas 4.80GHz (FSB 1066MHz/2M)
Tejas 5.00GHz (FSB 800MHz/1M)
Tejas 5.33GHz (FSB 1066MHz/2M)


2005年底Tejas導入65nm製程(Tejas-C),時脈再度大幅增加

時脈將由5.6GHz起跳,最高可達到9.33G FSB1066的速度

2006年中發表Nehalem處理器,時脈大約9.6GHz FSB1200

2007年Nehalem導入45nm製程,時脈將是10.2GHz以上


這是intel當初2003年底對未來3年所規劃的路線圖

因為2003年正好是Northwood核心大成功的一年,於是intel非常樂觀

預計在3年左右的時間,進入45nm製程以後時脈就會突破10GHz

雖然這分藍圖在現在看起來十分可笑,但是確實是有相當的參考與懷念意義

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討論為何Tejas會胎死腹中,連同intel的高時脈美夢跟著被打碎了:

手上有準備一份intel人員,在2004年巴塞隆納9th Academic Forum演講的簡報

主要是討論10GHz的可行性,以及必須先克服哪些困難

我擷取比較重要的幾張來作說明


第一張:
http://219.84.132.86/ftproot/060404/tejas/pdf1.jpg

cpu的效能增長從何而來??

從1.0um的i486開始到0.18um製程的P4,時脈增加了約50倍

其中製程微縮帶來了13倍的時脈增長,cpu微架構改良帶來了4倍的時脈增長


就相對的效能方面來看,差異就更大了

其中13倍的效能增長是來自於製程微縮(這部份其實就是等同於時脈增長)

大於6倍的效能增長是因為cpu架構的改良 (例如增加cache 增加指令集等等)

也說明了從古至今,cpu要越來越快除了要製成微縮的配合之外

cpu核心本體的每時脈效能也要更優異,這樣才符合效能成長的慣例性



第二第三張:
http://219.84.132.86/ftproot/060404/tejas/pdf2.jpg
http://219.84.132.86/ftproot/060404/tejas/pdf3.jpg

要達到10GHz第一個必須要面對的挑戰:耗電功率

可以很清楚的看到,cpu的耗電量是越來越大,但總要在個合理的範圍

漏電流的情形也不可以無止盡的往上增加


第四張:
http://219.84.132.86/ftproot/060404/tejas/pdf4.jpg

要達到10GHz第二個必須要面對的挑戰:發熱與消耗功率的集積度

如果以消耗瓦特數/每平方公分,這個很易於理解的標準來觀察

0.18um製程的P4大概是50w/cm2,雖然離核電廠的200w/cm2還有一段距離

但是也要加以注意,否則將會像以下這張圖一樣
http://219.84.132.86/ftproot/060404/tejas/pdf5.jpg


第五張:
http://219.84.132.86/ftproot/060404/tejas/pdf6.jpg

要達到10GHz第三個必須要面對的挑戰:日益增加的RC delay (電阻-電容延遲時間)

RC delay已經成為半導體界開始頭痛的問題之一,有可能會開始限制半導體的速度

圖中的橘色線段clock period也有相當的參考價值,雖然這都只是理論值

我們可以看到在130nm時大概是300ps,換算一下大約等於3.33G的時脈

所以前面說Northwood的時脈可以高到符合理論的程度,就是依據這個數字

也因此有些10GHz論者,就把clock period的數據拿來當作論述的基礎

但若是因為材料的限制,讓RC delay高過clock period,要達成10GHz就不太理想了


其中這分簡報當中還有挑戰四 挑戰五,但因為內容太過於艱深

相信能理解的人並不多,就不再多使用版面來討論了



接下來回到比較現實面的部份:

為何prescott失敗之後,Tejas也跟著胎死腹中了

前面就說到,任何prescott的特徵Tejas身上都會有,而且是更明顯

就拿最明顯的一個溫度方面來討論好了


prescott很熱大家都知道,那Tejas的耗電量與發熱量大概是多少呢?

前面已經有官方文件指稱,Tejas的die size是213mm2

那就跟intel後來出的8系列相差不了多少,再加上Netburst架構的特徵就是:

核心面積佔了die size的不少部份 (就是除了L2 cache之外)

所以可以拿大家熟知的8系列雙核心來估算

8系列的發熱量與耗電量如何,大家都應該有個底

而Tejas可能的特徵就是,核心溫度比同時脈的prescott還要高

如果要預測Tejas 4.4G的耗電量,只要想像把8系列也超頻至4.4G就好 (假設超的上去)

再加上一些電壓,使得核心溫度再更高一點就是了

所以真正要使用合理的電力供應,讓Tejas能正常工作幾乎是不可能


另外這是intel IDF中展出的Tejas原廠散熱器
http://219.84.132.86/ftproot/060404/tejas/tejasfan.jpg

以前的prescott原廠銅柱風扇 (暱稱:花盆 太陽花等等) 就已經有點誇張

Tejas的原廠散熱器竟然需要半銅半鋁的高密度金屬片,還加上熱導管的高級品


事實上,intel當初確實有做出Tejas的實品

但是數量非常稀少,據網路上的消息說只運行在2.8GHz的時脈之下

耗電量就高達150w的水準,這個數字也比同時脈的8系列高出不少


補充照片:P4系列原廠散熱器演進一覽
http://219.84.132.86/ftproot/060404/tejas/stockcooler1.jpg
http://219.84.132.86/ftproot/060404/tejas/stockcooler2.jpg
http://219.84.132.86/ftproot/060404/tejas/stockcooler3.jpg


1.P4 Willamette socket423,扣具在主機板上 風扇直徑6cm (P4 1.6G原廠風扇)

2.P4 Northwood socket478,散熱片較前者稍厚 風扇直徑6cm (P4 2.6CG原廠風扇)

3.P4 prescott早期,底部銅柱直徑2.5cm 風扇直徑9cm (ASUS套裝電腦風扇)

4.P4 prescott中期,底部銅柱直徑3cm 風扇直徑7cm (P4 2.4AG原廠風扇)

5.P4 prescott晚期,底部銅柱直徑3cm 風扇直徑7cm 散熱片較前者厚 (P4 3.4EG原廠風扇)

6.P4 prescott LGA775 底部銅柱直徑3cm 風扇直徑9cm (P4 530J原廠風扇)


事實上,LGA775主機板原本是設計給Tejas專用的,所以別稱又叫socket-T

LGA775與socket478除了針腳數量的差異之外,最明顯的就是主機板上的電路

為了因應Tejas的高耗電量,socket478主機板的供電電路無法負荷

所以才設計出LGA775主機板,否則對prescott來說socket478的針腳數量就夠用了

後來Tejas取消之後,LGA775才變為intel雙核心專用的主機板


同樣的,XEON用的LGA771主機板也是早在2004年就設計完成,

是給Tejas的伺服器版本Jayhawk核心專用,豈知Jayhawk也跟著取消

LGA771直到在今年2006年,才成為主流的server平台主機板

而LGA771的別名也正好是Jayhawk的字首,稱為socket-J


讓intel放棄Tejas最重要的一點就是:

intel及時領悟了效能/耗電量比的真義,再加上prescott的失敗

prescott原本預計是可以跑到4.8GHz的時脈,但是事實上只有3.8GHz

intel也了解,假使Tejas也硬上的話大概也好不到哪裡去,畢竟這是prescott的加強版

即使上得了4.4G的時脈,關於供電與散熱方面也是不可能做到的一件事

假設intel真的做出來了,4.4G的時脈大約耗電量250w跑不掉,是prescott的2.17倍

但是與prescott 3.8G相比,效能的增進只有1.16倍左右

再加上die size高達213mm2,生產的成本也比prescott高上不少

同樣的die size,intel可以選擇作成雙核心cpu,而且耗電量/效能比這方面,

和Tejas相較之下好太多了,這也堅定了intel的決心,促成了8系列的誕生


最後就是放上Tejas與Jayhawk的實物照片

網路上從未正式的公開過,這是我透過謎管道所取得的

也在這裡感謝提供圖片的來源

網路上的這顆Tejas照片,經過求證以後應該只是prescott最早期的A0 step.
http://www.anandtech.com/cpuchipsets/showdoc.html?i=1943

並非是真正的Tejas照片,所以在網路上這個問題還是個謎


實物照片:

Tejas (LGA775) 背面 (即使過了這麼久,正面還是不能曝光...)
http://219.84.132.86/ftproot/060404/tejas/tejas.jpg

Jayhawk (LGA771) 正面
http://219.84.132.86/ftproot/060404/tejas/jayhawk1.jpg

Jayhawk (LGA771) 背面
http://219.84.132.86/ftproot/060404/tejas/jayhawk2.jpg

可以發現到Jayhawk正面所標的生產週期是04年13週

代表了在當時確實就已經有LGA771的平台出現,

另外其他的文字也不同於一般ES版的CPU,根據相關資訊還是無法判明時脈


===

結論與結語:

或許有些人一長串看到了這篇,總覺得對Tejas有些感傷

要是如intel的藍圖成真的話,現在隨便一顆cpu都7GHz起跳,這個世界將多麼的美好

但是現實上也已經證明了,intel當初編的藍圖確實只是美夢一場


但是如果跳脫出單純時脈的思考方式,現在架構迥然不同的conroe

效能有比當初理想中的Tejas還要好嗎??

經過測試,conroe 1.8G與Pen-D 3.4G效能互有勝負

雙核心實際上的最大效能大約是單核心的1.85倍,可以依照以下來計算

conroe 1.8G=3.4G*1.85=6.29G的Tejas

那再多一點但不要太多,現在conroe 2.9G的時脈應該是家常便飯

conroe 2.9G=3.4G*1.61*1.85=10.13GHz的Tejas

雖然要支援雙執行緒的程式才有可能因此受益,但這個計算只是單純的參考用

說明了現在65nm就可以做出,在當時預計45nm才會出現的效能


所以intel當初雖然把P6架構給丟掉,但是該慶幸的是還留了一點後路

Tualatin改良-->同樣是130nm製程卻擁有同時脈更高效能的Banias核心

Banias加cache再90nm化-->有一定時脈卻低發熱,備受好評的Dothan核心

兩顆Dothan核心合起來進行小改良再65nm化-->Core Duo的Yonah核心

Yonah核心再大改良-->就是我們現在熟知的conroe


intel刻意走Netburst架構的路線,到最後卻遭到失敗的命運

反而冷落到一旁的P6架構改良之後,成為Pentium-M這種高效能低耗電的優異產品

也是intel在筆電市場無意間獲得大成功,其中Centrino平台最不可或缺的一項零組件

這應該也可以說是命運弄人吧,Netburst架構的理論本身並沒有錯

問題就出在理論不等於實際的這個重要因素,也因此這成為太過於理想化不實際的架構


最後就是關於intel處理器之後的可能發展

cpu這種東西是最高科技中的一項產品,所以說要預測以後可能會如何發展並不太容易

搞不好你今天預測完了以後,明天業界就出現一項你之前完全沒想到的新東西或改良

目前所知的最新情報就是基於socket-B的Bloomfield四核心

就核心效能如何如何的,現在預測這個還太難了一點


不過有一點是可以稍微提一下的

從2005年開始,桌上型cpu由完全單核心.進化為有雙核心的選擇

可是1+1不大於二,就算你的應用程式有完全支援兩個執行緒

但效能絕對不可能是同時脈單核心的兩倍,只支援單執行緒的軟體就更不用說了

今年2006年四核心很快的也跟著上市,雖然價格還在頂級價位

但是因為一般的應用程式能完整支援4個執行緒又更少了

所以雙核升級四核心,所帶來的效能增長比例通常比單核心-->雙核心來的少

如果是四核心-->八核心呢??

結果當然可想而知,畢竟完整支援八執行緒的軟體還很稀有

根據以上的觀念,對於一般使用者來說更多的核心不一定會更好

我認為桌上型cpu的發展將會在四核心停留一段不短的時間,畢竟四核心以上的意義並不大


另外還有一點也可以支持這個說法,就是intel在雙核心cpu面世之後

以往4顆cpu以上的server有可能簡化為兩顆雙核心,XEON DP的市場將會往上延伸

也因為這個原因,我們可以很清楚的看到

intel這兩年在XEON MP市場的態度相當被動而且不積極

同一個世代的CPU往往一延再延,可能發表就是一年以後

就像Tulsa與尚未上市的Tigerton就是這種情況


總之本文僅供參考用,畢竟Tejas是個未上市的東西

一些情報都比較算是預測性的數據

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→ pipi5867:現在最大的問題也許是對於軟體開發商在SMP的支援度..
→ pipi5867:以往通常只有較專業的軟體有進行支援(畢竟多核心..貴)
→ pipi5867:做到4 core以上覺得問題就會很多了XD
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推 capslook1218:有打錯字是k6是p6第六頁那邊...好文^^...推推
→ capslook1218:呵呵..應該是p4才對..我自己在想啥...快五點嚕..暈
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推 fa18e:P6是架構 P6不是指Pentium 6
→ dolphinus:P6 Arch 不是產品的 P6, 是從 PentiumPro 算起的東西..
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