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2008十大最具影响力PC技术盘点 发表评论(0) 编辑词条

08十大最具影响力PC技术盘点

引言

  在计算机硬件发展历史上,2008年是可以载入史册的一年,构成计算机的几大重要部分几乎都在本年中取得重大突破,性能或功能显著提高。甚至在个别硬件方面,技术的革新不止一处,让人有层出不穷,数不胜数的感觉。本文将年中最具影响力的十大PC技术做个盘点,也可让读者系统地了解08年计算机硬件行业给我们留下了哪些财富。

●本年度性价比最高的平台:780G

  我们最先为大家介绍的技术其实不能以独立的技术形式存在,而是一款十分具体的产品。因为这款产品在08年对广大消费者有着深远的意义,它出类拔萃的市场表现,让人不得不令人回味并分析它在本年中创下的成就。它就是AMD面向入门级用户的整合芯片组产品:780G主板

  让780G饱受青睐的主要因素有三个,第一它的价格普遍低廉,高于600元的产品不多;第二它芯片组内部集成了性能不俗的显示核心,并且有些品牌的产品甚至还携带板载独立显存,无需占用内存空间;第三它可以很好地兼容Athlon和Phenom处理器,并充分发挥HT2.0和3.0的功效。


2008年十大最具影响力的PC技术盘点

08年AMD最经典的芯片组

  当然,除了这些最重要的因素之外,780G仍提供PCI-Ex16插槽,如果有需要,你可以额外购买一片HD3450显卡组成混合交火,性能超过集显和独显任何一方。根据我们的测试,这项功能的实用性和可靠性还是不错的。其次,780G的整合显示核心还支持当前最新的高清编码格式的解码,例如H.264和VC-1。

2008年十大最具影响力的PC技术盘点
780G架及功能构示意图

  北桥芯片组中整合一颗ATi Redeon HD3200显卡,官方默认频率为500MHz,拥有8组共40个统一着色器和4个光栅处理器,可以在低画质下应付大多数3D游戏。这也为没有过多奢求的入门级PC用户平添了几分乐趣。

  负责I/O工作的SB700南桥功能繁多,几乎涵盖业内所有的存储、扩展功能,这对消费者而言无疑是花少量的钱办了更多的事。

●780G可设计成各种板型

2008年十大最具影响力的PC技术盘点  2008年十大最具影响力的PC技术盘点

2008年十大最具影响力的PC技术盘点  2008年十大最具影响力的PC技术盘点
780G板型设计多种多样

  正因为780G芯片组的全面性,所以它的板型设计也花样百出。既可以是Micro-ATX结构,用于适应便携式的小型机箱,也可以做成全尺寸ATX的大板型,以主流平台的姿态登场。

Intel的“铁臂阿童木”--凌动技术

  08年,可以明显地感觉出计算机硬件在加速小型化,原本便携式的主力大军笔记本在PDA、EPC这些新产品面向相形见拙。应对这个趋势,08年的主板产品中也出现了两位袖珍明星,它们是Intel的Atom主板和VIA的Nano主板。这两种主板不但板型更小,而且集成度更高,不仅是显示核心,连CPU也自身携带了。

  下面为读者简要介绍这两款的平台的基本属性。


2008年十大最具影响力的PC技术盘点

Intel Atom平台

  Atom平台的微处理器也是基于X86指令,指令集包含SS2/2/3和EM64T。这代表这套平台具备一款普通PC的基本功能,并且兼容64位操作系统。略显遗憾的是它是单核结构的CPU,且没有SSE4指令集,不过SSE4应该还算是未雨绸缪的技术,它基本不会给你的日常使用带来阻碍。

  Atom 230的处理器频率还算不错,前端总线工作在533MHz,主频为1.6GHz,芯片内含32KB的指令缓存和24KB的数据缓存以及512KB的二级缓存。这个规格用于应付普通日常需求还是力所能及的,更闪亮的是它的TDP仅4W,比一个灯泡还省电。

  Atom 230的北桥芯片内整合有一颗显示核心,可以完成最基本的视频输出工作,但无法对高清视频解码起到帮助。这种主板没有提供PCI-E插槽,我们也难以外加独立显卡来解决这个问题。

●威盛号称MM专用的Nano平台

2008年十大最具影响力的PC技术盘点
VIA NANO平台

  VIA威盛Nano平台的情况与Atom类似,也是采用超微型的ITX结构,处理器直接焊接在主板上,典型的代表型号是L2100。即使与桌面级平台相比,Nano的CPU频率也是不错的,拥有800MHz的前段总线和1.8GHz主频。内建64KB一级指令缓存和64KB的一级数据缓存以及1MB的二级缓存,整体规格比Atom高出一倍,当然它的功耗也高的多,TDP达到25W。这一点就是从处理器的散热器体积也能看的出来。

  所不同的是VIA Nano除了整合有显示核心之外,还提供一条显卡插槽,可以使用独立显卡来改善图形性能,高清解码自然不在话下。

  Atom与Nano的板型都只有一个巴掌般大小,它们存在的意义是用于组建便携式桌面级PC。

Core i7处理器Intel在08年岁末推出的新一代处理器,用于在不久的将来取代现有的Core2产品,同时它也为我们带来全新的总线连接体系。

●FSB廉颇老矣 QPI后生可畏

  时光飞逝,转眼间Intel处理器接口由沿用近3年的LGA 775升级至LGA1366。针脚数目大幅增加的主要原因是新的Core i7处理器中整合了三通道内存控制器。陈旧的FSB(Front Side Bus)由高效率的QPI(Quick Path Interconnect)技术取代。


2008年十大最具影响力的PC技术盘点

Core i7当前最低型号920处理器

  FSB最高有效频率标称为1600MHz,理论上可产生12.8GB/s的带宽。不过这一说法是基于QDR(Quad Data Rate)技术实现的,物理时钟只有400MHz。这条线路既要负责读取也要负责写入,而二者又不能同时进行,实际效率大打折扣。

  QPI的物理时钟频率则非常高,目前使用的标准为3.2GHz,因其中加入DDR技术,故有效频率即6.4GHz。QPI采用点对点传输,数据位宽仅16bit,远低于FSB(64bit),它理论上也可产生12.8GB/s的带宽。QPI与FSB相比最关键的优势是从处理器到芯片组之间有两条独立的通道,允许读取和写入同时进行,上述理论带宽能得以充分发挥,因此也有一种说法是QPI总带宽为25.6GB/s。况且FSB还必须兼管内存和I/O设备与处理器之间的数据交换,而QPI只需负责连接处理器和I/O设备即可。

2008年十大最具影响力的PC技术盘点
QPI连线示意图

2008年十大最具影响力的PC技术盘点
Core i7的浮点性能再次飞跃

  QPI总线的强劲性能让Intel的处理器性能再次显著提升,一颗Core i7 920在4.2GHz主频下便可使Super Pi-1M成绩冲破10秒大关,这是以往的Core 2处理器无论如何也无法实现的。

  不过Core i7毕竟是革命性产品,现在要购置整套平台花费不菲,大众用户难以接受,还有待新的局面。

随着i7处理器和X58芯片组的到来,不光连接总线上有了革命性进步,内存通道带宽也首次获得历史性突破,达到了空前的高度。

●Nehalem平台令内存带宽再次翻倍

  JEDEC界定的双通道内存最高标准频率为DDR2-800,双通道模式下可以产生12.8GB/s的理论带宽。DDR3内存的最高标准频率翻倍,达到DDR3-1600,双通道模式下能产生25.6GB/s的理论带宽。如果保持JEDEC的标准频率不变,Core i7&X58平台的三通道可以实现高达38.4GB/s的理论带宽,而且对于双向点对点传输的QPI总线而言,这个内存性能的有效率更高。当然它依然没有完全排除其它瓶颈因素,实际性能会低于理论数据,不过跟以往相比,进步是相当巨大的。


2008年十大最具影响力的PC技术盘点
 2008年十大最具影响力的PC技术盘点
X58北桥芯片与南桥芯片

  X58北桥芯片不再具有内存控制器功能,只负责控制两条PCI-E x16通道与处理器的连接,名称亦从原来的MCH更为IOH。

2008年十大最具影响力的PC技术盘点
三通道DDR3内存

  顾名思义,要使用三通道内存就需要购买三根DDR3内存条,必然也会提高用户购买的门槛。

2008年十大最具影响力的PC技术盘点
通道带宽测试

  从Sandra的Memorybenchmark测试中可以一目了然地看出X58平台内存带宽大幅度领先对比平台,一举超过27GB/s,接近第二名的两倍。但用户实际应用中可能还无法充分享受到这个速度,硬盘瓶颈的老大难问题还有待彻底解决。尽管与用户距离尚远,单我们看到的曙光却近在眼前。虽然市场表现还微不足道,但Intel X58平台确实是08年度技术革新最多的产品,这一点是不容抹杀的。

●梦幻组合终于实现

  历经三年之久,Intel平台终于在X58这一代正式获得了NVIDIA SLI双卡并联技术的支持,而且直接支持位于巅峰的3Way-SLI。无论对于普通用户有多大意义,这都代表大多数站在硬件产业前沿的用户终于了却一桩心愿。

  以往NVIDIA一直坚持自己来全权掌握这一顶尖的3D图形技术,只可惜如此强大图形渲染阵列光依靠处理器的默认频率是难以满足带宽吞吐需求的,组建这种PC就必须让处理器超频运行方能物有所值。遗憾的是由于技术壁垒,NVIDIA推出的Intel平台产品对超频,尤其是四核心处理器的超频支持的不是十分理想,严格地来说,与Intel芯片组不处同一水准。为此,相信发烧友心中常常憧憬能够在一个平台上同时驾驭Intel Quad处理器与NVIDIA旗舰显卡,现在X58让这个理想变成了现实。


2008年十大最具影响力的PC技术盘点

X58主板标配三条全尺寸PCI-E

  在没有NF200芯片的介入下,X58主板通常使用x16+x8+x8的方式来分配北桥的带宽,这样令第二、三片显卡的性能都能得到均衡的利用,同时南桥自身的PCI-E x4通道还不受影响,仍然可以使用其它PCI-E设备。

2008年十大最具影响力的PC技术盘点
Intel X58加入对3Way-SLI的支持

2008年十大最具影响力的PC技术盘点
Intel平台三卡威力势不可挡

  在高效的Core i7轰炸下,3Way-SLI将3DMARK得分又推上了新的起点。此时我们只能寄希望于明年X58平台的架构平民化,让更多人能享受到此技术带来的无穷乐趣。

Phenom告诉人们两个双黄蛋和一个四黄蛋的区别

  Phenom是AMD主打08年的桌面级产品主力,基于K10架构,用于取代沿用多年的K8架构Athlon 64系列。在核心结构上,Phenom较以往也有了重大改变,最核心的技术无外乎三点:率先上市的原生四核处理器;加入共享式三级缓存;HT总线规格提升至3.0版。

  在Phenom上市之前,市面上能买到的四核心处理器都可以被称为“粘贴四核”,它是由两颗双核处理器的Die封装在一个PCB上,彼此之间通过总线访问对方,各自使用自身物理核心内的共享二级缓存。这样两颗物理核心之间无法直接在对方的缓存中寻址数据,必须通过总线,这样无疑会造成延迟。

  Phenom的原生四核可以从根本上解决这个问题,它只有一颗Die,也就是一个物理核心,内含四个逻辑核心。四个逻辑核心共同拥有2MB的三级缓存,且直连集成的内存控制器,这样一切都变得顺水推舟了,核心之间协同工作游刃有余。


2008年十大最具影响力的PC技术盘点

Phenom原生四核心处理器

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Phenom内部架构

  HT3.0的超强带宽可以消除PCI-E、PCI总线连接至处理器的瓶颈,因此AMD平台的磁盘效率也是有目共睹的。

●四核Phenom适合搭配哪些平台

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Phenom两大黄金搭档

  AMD 790FX和790GX芯片组是四核心Phenom的黄金搭档,前者针对硬件玩家设计,拥有AMD最高芯片组规格,功能非常全面。它支持4卡交火系统,x8×4的PCI-E带宽分配方式可以让所有显卡性能均衡发挥。后者则是首款携带集成显卡的旗舰平台,北桥芯片内开启HD3300显示核心,与780G的HD3200相比规格相同,单频率更高。另外790GX还提供两条PCI-E x16插槽用于组建双卡交火,并支持Hybrid CF技术。

说到图形芯片技术,2008年是NVIDIA丰收的一年,在同一渲染架构的基础上,它在数量和规模上又获得进一步提升。

●两年时间SP单元提升近一倍

  说到同一渲染架构的诞生,还得追述到2006年底,G80显示核心第一次抛弃了沿用多年的“顶点、纹理”着色器之分,由一种简称为SP单元的统一着色器取代两者。缘于功能和物理性质的区别,NVIDIA让SP着色单元运行在比光栅处理器更高的频率上,尽可能地增强纹理渲染效率。此架构还符合微软DirectX10引擎的运行模式,这就是NVIDIA提出的CUDA概念的主体。

  统一着色器的相较以往的优势在于可以根据程序的资源需求来合理分配图形处理单元,去从事原先顶点和纹理单元专属的工作,这能大幅度提高核心晶体管在每一时刻的利用率,从而使实际性能也有明显提升。

  继G80之后,NVIDIA又推出了G92显示核心,后者将工艺制成提升至65nm,可总体架构没有太多变化,只是取消了G80额外的128bit显存接口,依然使用256bit,如此一来便使芯片良率和芯片频率得以惊人的增长。


2008年十大最具影响力的PC技术盘点

GT200-300-A2显示核心

  2008年,NVIDIA统一渲染架构终于获得真正意义上的突破,虽然总体工作模式没变,但核心内着色器规模真的是今非昔比了。

2008年十大最具影响力的PC技术盘点
GTX280显卡架构

  GT200核心拥有240个统一着色器,32个光栅处理器,显存位宽接口也因此激增至512bit。这样各个环节的数据流量都有所增加,整体性能便有了全方位提升。在GT200核心问世不久,NVIDIA又研发出了能够开启GPU物理加速功能的驱动程序,可以利用GT200数量庞大的并行线程承担物理即时演算的工作,全面解除了CPU的负担。尽管目前物理特效在3D程序中应用的成分并不高,但从专项测试效果中可以预见,我们应对未来更为逼真的游戏已有良策。

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GTX280显卡实物

  基于GT200核心的GTX280显卡成为NVIDIA当前最高形象。

●资源利用率的重要性无处不在

  便于读者对统一着色单元的理解,这里举个形象的例子:最早战场上使用的机枪有轻重之分,重机枪散热好,射击稳定性强,载弹量大,但是机动起来相当不便,必须有两三个人伺候着。轻机枪轻便灵活,机动性强,可是弹药携带有限,散热和射击稳定性也不如前者。德国人在二战中首次提出了“通用机枪”概念,设计出一种机枪装上三脚架,配上备份枪管和大弹箱就是重机枪;装上两脚架和弹鼓就是轻机枪,可单兵手持射击,而且两种模式的转换仅需短短的几分钟。结果令盟军伤亡惨重,枪下游魂无数,这便是著名的MG42。由此可见,能做到随时地,最大限度地合理分配资源对任何事物都是尤为重要的。

在NVIDIA拿出了备受瞩目的G80显示核心后,作为另一图形芯片巨头的ATI不可能不为所动,但是伴随R600核心诞生的HD2900显卡又一次遭遇了驱动问题,在许多游戏中表现欠佳。实际上这其中的主要原因来自R600核心单元的工作模式。

●4+1创意新颖就看驱动

  ATI在新核心中也采用了统一渲染模式,不过统一着色器的构成和工作方式较为特别。起初它只有64个统一着色器,每个着色器又有5个逻辑单元构成,因此可看作总共拥有320个逻辑单元。这些逻辑单元分为1个标量单元+4个矢量单元,由编译器也就是驱动负责协调它们之间的工作,把3D程序中的标量指令和矢量指令重新编排,填满着色器的5个逻辑单元,再发射指令。这种工作模式是十分新颖的,理论上它每个着色器都具有极高的效率,可是对驱动和3D程序本身的依赖也是史无前例的。


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RV770显示核心

  因为驱动和3D程序的问题,ATI一路坎坷直到RV770核心诞生。

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RV770架构

  工艺制程进步到55nm,核心晶体管数量也随之暴增。此时ATI旗舰显示核心RV770已经拥有160个统一着色器,折合800个逻辑单元,它们与16个光栅处理器运行在相同的频率上。显存接口依然是256bit,对于庞大的处理器阵列而言这个位宽不能算宽裕,于是ATI为基于这款核心的产品HD4870配备了前卫的GDDR5显存,理论效率达到了3.6GHz,从而利用速度的优势弥补了宽度的不足。此外ATI还一直致力于驱动程序的完善,至今为止诸多难题已被逐一解决,游戏中性能的发挥已趋于理想。

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HD4870实物

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HD4870×2实物

  除了常规的HD4870之外,ATI还设计出了板载两颗RV770核心的HD4870×2,使用显卡PCB板载的桥接芯片组成一个内部Crossfire。无论你的主板是否支持ATI的双卡并联技术,都能通过HD4870×2这款双核巨兽体验到图形性能之一。

存储产业直面挑战

  与处理器制程与内部晶体管数目的关系一样,磁盘存储的纵向记录技术也在开始接近其物理极限。虽然处境一样,但两个行业面对问题的做法却截然不同。处理器巨头Intel和AMD在接近这个壁垒前选择绕路走,开始发展双核、多核处理器;而磁盘行业则选择了直接面对挑战,用30多年的技术储备硬是把这个极限壁垒再往后推移,使得今天我们有幸能用到如此海量的存储设备,这就是垂直记录技术。


2008年十大最具影响力的PC技术盘点

超顺磁性的临界点限制容量增加

●为何垂直记录可增加容量?

  通常,要提升硬盘容量目前有两种方法,一是增加磁道密度,二是增加数据存取单元密度。无论是现在普遍采用的纵向记录技术还是垂直记录技术,都是依靠这两种方式去增大磁盘的容量。而其中对我们读写速度最有帮助的是增加数据存取单元密度,因为这样可以让磁头在恒定速度下读取到更多的数据位。纵向记录现在已经接近了超顺磁性限制的临界点,如果再使用纵向记录技术往前推进,那么过小的数据磁场单元间隔将会失去稳定,南北极相互影响,发生自然逆转,导致数据损坏。

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垂直记录磁场方向示意图

  而垂直记录则是把纵向记录的磁盘排列方向改变,由以盘片表面平行改为与盘片表面垂直,这样则可以在以前只能放一个纵向磁场(则一个用于记录数据的磁场)的空间内,放置更多的垂直磁场,得以在相同的单元间隔下轻而易举的把数据存取位元密度提高,将超顺磁性限制的来临再往后推迟。

  由于在相同的单元间隔下,垂直记录硬盘可以存储更多的数位,因此在相同的硬盘转速下,采用垂直记录技术的硬盘可以拥有更快的连续读取效率。

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希捷1.5TB硬盘

  08年是垂直记录技术成熟并广泛应用的一年,因此引发了硬盘容量的大爆发,价格也持续走低,容量1TB(1000GB)以上的产品市面上随处可见。用户可以任意把想保留的文件存放在硬盘中,不用担心空间告急。

从设想到实现,SSD稳步走向成熟

  在过去的15年间,处理器频率提升了600倍,内存容量提升了500陪,更庞大的数字是硬盘容量增长了上万倍。但这些让人类引以为豪的数据掩盖不住一个事实,那就是硬盘传输效率进步缓慢,随着其它硬件性能突飞猛进地提升,这个瓶颈显得越来越尖锐了。尽管人们陆续开发出SATA、垂直记录等等新磁盘技术,但与“重大突破”的意义还相去甚远。


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SSD固态存储器

  正因为如此,三星等NAND Flash(闪存)芯片厂商几年前便开始积极研发用于取代磁盘记录的存储技术和产品--SSD(Solid State Disk固态存储盘)。说到闪存芯片其实并不陌生,很多年前出现的U盘便是基于该技术制成。只是当时技术、工艺水平有限,闪存芯片的容量很小,价格高昂,无论从哪方面考虑都达不到能取代磁盘片的程度。

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SSD存储器构造

  到近两年,用户们可以感觉到U盘容量越来越大,但价格却越来越低,这些都是闪存技术进步的硕果。量变终于引发质变,现在将几颗闪存芯片集成在一个PCB上,其总容量已经达到可以当做硬盘使用的要求。这些闪存通过一颗管理芯片的控制能够以普通硬盘常用的连接方式导入、导出,比如IDE和SATA。

●SSD正式铺货 磁盘瓶颈迎接黎明

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各种接口的SSD存储器

  与传统的碟片式硬盘相比,SSD硬盘有以下几个重要优势。第一,机械结构导致传统硬盘存在数据查找时间、延迟、寻道时间。SSD硬盘没有机械结构,这些缺点一并不存在。因此使用它可以更充分地体现出处理器、内存的效率。第二,防震抗摔。碰撞和震动极有可能引发传统硬盘的机械故障,SSD没有这个问题,它更能保护您数据的安全。第三,SSD在工作时不产生任何噪音,且发热量较小。这很容易理解,没有机械部件的运动,噪音当然无从谈起。除了这三点之外,对于笔记本或其它便携式电脑而言,SSD还有一个明显的优点:它的重量比普通硬盘轻20g~30g,更便于随身携带。藉由SSD的全方位进步,终于看到电脑存储设备的革命火种点燃,燎原指日可待。

●尾声

  2008年十大最具影响力的PC技术介绍到这里就全部结束了,所有的这一切都预示着不久新的急速与实惠将实实在在地降临到你身边,让你切身体会到它们的存在。当然如果屏幕前的你认为还有需要补充的地方,或持有不同观点,欢迎在评论中交流切磋。

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