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【大紀元8月21日訊】CPU、芯片組（Chipset ）与內存（DRAM）是建构計算机平台重要的三大核心零組件，這三大零組件的發展，也牽動整個半導体產業的板塊。

筆者就個人長期對CPU（中央處理器）的觀察，簡明扼要的敘述今年下半年的市場動態，甚至明年CPU与芯片組的市場趨勢。

　　一、2001年CPU的發展趨勢是什么？

　　簡單的講，目前市場上的趨勢仍舊是英特爾（Intel）与超微（AMD）雙雄爭霸，持續追求CPU 的高時脈与效能上的空間，而威盛（VIA）、全美達（Transmeta）則以成本、效能區隔化策略，以低成本、低耗電量作為切入點，著重于IA市場以及低价筆記型計算机的市場領域。

在CPU的時脈速度方面，繼去年3月桌上型處理器突破1,000MHz（1GHz）之后，今年3月筆記型計算机的處理器也正式突破1GHz。預料今年第三季結束前，將會有2GHz時脈的處理器推出。

　　二、2002年CPU的發展趨勢是什么？

　　威盛下一個針對超低价計算机与IA平台所推出的處理器，代號為Matthew，基本上它以Samuel為SoC芯片的處理器核心，整合具備SMA繪圖功能的PL133北橋芯片于一体。至于AMD 2001下半年到2002年的微處理器發展趨勢。首先接替Thunderbird核心的Palomino核心，會先以筆記型版本以及服務器版本的姿態出現。

　　Intel也已經在其明年產品發展藍圖中，加入2.4GHz的新Pentium4處理器的計划（明年第二季），屆時市場上最入門的低价CPU，將不會小于1GHz。至于2002年工作站、服務器市場方面，AMD由Hammer家族中的SledgeHammer（高階），以及較低階的ClawHammer處理器擔綱。

　　隨著CPU的時脈持續飆高，CPU耗電量与散熱量的居高不下，使得處理器芯片的封裝也必須獨具巧思，主机板的電壓供應，以及搭配處理器的散熱裝置設計，也成為嚴苛技術挑戰。

　　三、全世界CPU主要厂商是哪几家？

　　一是Intel﹔二是AMD ﹔三是威盛電子﹔四是Transmeta全美達科技。

　　四、Intel CPU的發展趨勢是什么？

　　Intel面臨勁敵超微AMD Athlon、Duron處理器在時脈上的步步進逼，于去年11月下旬正式發表研發3年之久、原始研發代號為Willamette的第七代IA32架构的Pentium4處理器，搭配雙Rambus信道架构的850芯片組，試圖以新架构帶來處理器的新气象，一掃2000年PentiumⅢ在市場上受挫時的陰霾。

　　Intel Pentium4由4200萬顆晶体管以0.18μm制程制造，具備嶄新的NetBurst架构，藉由內部TraceCache架构，256KB L2 Cache，128bit整數／浮點SIMD運算管線，配合144組SSE2指令集，以及外頻高達400MHz的協助，配合外接雙信道RDRAM与3.2GB/s高傳輸頻寬的配合下，在重量級多媒体，特別是影像處理、影音剪輯以及實時動態影音的處理上，有著較為出色的表現。雖然在執行傳統文書、Office之類的應用程序時，Pentium4并沒有比同時脈PentiumⅢ甚至勁敵AMD Athlon處理器還要好的表現，但Intel藉由其易于調升時脈的特質，將Pentium4時脈快速的拉升，今年4月23日正式推出1.7GHz時脈版本的Pentium4處理器，而今年第三到第四季會進展到2GHz，到明年年中，0.13μm制程的新Pentium4（Northwood核心）將會一舉突破2.4GHz。

　　Intel的企圖很明顯：先拉高時脈，爭取轉移到0.13μm先進制程的時間，然后再藉由制程的進化，進一步改善Pentium4的体質，徹底提升它的執行效能。

　　在Intel全力推廣Pentium4的情況下，桌上型PentiumⅢ會逐漸淡出市場，轉戰筆記型計算机市場。因為Intel打算先以0.13μm制程，以既有的P6核心來打造低電壓版的Tualatin處理器，高速緩存將加大到512KB，同時將外頻提高為200MHz，它的時脈預計從1.2GHz（=1,200MHz）幵始起跳，所搭配的芯片組稱為830（Almador）芯片組，可搭配PC133以及DDR266等內存規格的P3-DDR芯片組，將主攻中高階筆記型計算机市場。

　　至于Celeron處理器，目前已經推進到850MHz，以因應AMD Duron推進到850甚至900MHz的挑戰，Intel也計划在明年年中，正式將Celeron處理器也導入0.13μm微米制程，屆時會突破1GHz大關。

　　另外，Intel与HP合作幵發多年的64位處理器“安騰”Itanium（原名Merced），仍在積极尋求OEM大厂的支持与平台建置。Itanium具備2500萬顆晶体管所組成，具備733～800MHz的時脈速度，外接2～4MB第三階高速緩存的設計，總線則采取所謂的DDR-266的方式。

　　由于Itanium的核心是EPIC─Explict Parallel Instruction Computing架构，這是一种搭配編譯器的改進型VLIW平行執行單元架构。這种架构不适合執行目前x86（或者說IA32）軟件，在效能上會有嚴重的折損﹔IA64軟件必須針對這种架构，以其專屬的編譯器重新編譯，才能夠真正發揮出IA64運算平台的威力。

　　基于IA64 EPIC架构幵發的64位軟件仍屬稀少，Intel前几年与許多大厂、創投公司成立一個具有兩億五千萬美元的IA64 Fund（IA64運算推廣基金會），負責IA64架构初期平台建置以及軟件幵發。Intel也預估要到2005甚至2010年之間，64位的運算平台才會成為主流。

　　五、AMD CPU的發展趨勢是什么？

　　与Intel策略類似，AMD針對高效能及入門型計算机，分別推出內建128KB L1/256KB L2的Athlon（Thunderbird）處理器，及內建128KB L1/64KB L2的Duron處理器。

　　目前Athlon處理器已推進到1.33GHz，售价甚至比Intel的1GHz PentiumⅢ還要便宜，由于執行效能執行大多數應用程序的效能与同時脈的PentiumⅢ相當，浮點／3D運算效能更胜一籌，甚至還超過Intel更高時脈的1.4、1.5GHz Pentium4處理器的表現。

　　由于Intel到目前為止，也才推出1.13GHz PentiumⅢ，而Pentium4處理器在零售通路市場上的賣相不佳，因此在新0.13μm制程、1.266GHz PentiumⅢ（Tualatin）未推出之際，AMD Athlon處理器仍舊為目前零售市場上的最大贏家，也是Intel在主流桌上型計算机市場的強勁對手。

　　至于AMD 2001下半年到2002年的微處理器發展趨勢。首先接替Thunderbird核心的Palomino核心，會先以筆記型版本以及服務器版本的姿態出現。下半年Palomino新核心的Athlon，工作時脈會從1533MHz起跳，而且一律都是266MHz外頻的設計。

　　而Morgan則是接替目前Duron處理器的位階，屆時名稱仍然叫Duron。它的內建L2 Cache不排除會加大到128KB左右，但外頻則維持200MHz的設計。Morgan時脈從900MHz起跳，將來時脈會推進到1GHz左右。

　　高階筆記型的Athlon（Palomino）處理器，以及低价筆記型Duron（Morgan）處理器，它們的內部快取、外部總線速度等規格，跟目前桌上型的Athlon、Duron相同，不過Mobile版本的處理器，除了工作電壓更低之外，還具備PowerNow!節電技術，CPU電壓与時脈可以視目前CPU系統資源的需要作動態變化，將一分電力都做最有效的配置。

　　2002年，接替Palomino以及Morgan核心的分別是Thoroughbred以及Appaloosa處理器，以0.13μm加SOI制程制作，規格目前未明。

　　至于2002年工作站、服務器市場方面，AMD由Hammer家族中的SledgeHammer（高階），以及較低階的ClawHammer處理器擔綱。Hammer處理器家族將是AMD第一個x84-64─64位架构的處理器，以既有的x86架构的32位通用緩存器（General Purpose Register,GPR）擴展成64位，除了跟既有的32位軟件兼容之外，也有助厂商快速轉移并幵發x86-64架构的大型軟件包。

　　SledgeHammer預料會搭配AMD与南韓三星集團下的API（Alpha Processor Inc），一起協同幵發的HyperTransport超傳輸總線（原名Lightning Data Transport,LDT），HyperTranport是一种串接周邊、芯片組与處理器的串接式高速總線技術，可以提供高達6.4GB的每秒傳輸頻寬，是既有32bit PCI總線的數十倍容量。

　　六、威盛 CPU的發展趨勢是什么？

　　自前年（1999年）6月，台灣威盛電子分別從美商國家半導体（NS）以及IDT公司買下了Cyrix与Centaur（從IDT）微處理器設計團隊，正式跨入了個人計算机運算核心─CPU的研發領域后，終于在去年Cebit展期間，以VIA CyrixⅢ正式發表，但受限于Joshua核心電路的复雜体質，即使具備高達256KB L2 Cache快取，以及133MHz外頻能力，第一代VIA CyrixⅢ受限于時脈卡在433MHz之下，并沒有獲得市場上的熱烈回響。

　　威盛接下來改以走精簡電路設計路線的Centaur小組，手頭上的Samuel核心，打造第二代VIA CyrixⅢ處理器，這次它的速度終于往上突破，進展到700甚至750MHz，它的外頻仍為133MHz，但是僅具備128KB L1 Cache。3月22日德國CeBit漢諾威展覽期間，威盛正式宣布推出新一代的VIA C3微處理器芯片，內建全速、全時脈128KB L1 Cache（第一階高速緩存），以及新增加的64KB L2 Cache（第二階高速緩存），運作時脈則達到733MHz。

　　据威盛所提供的測試技術資料，VIA C3憑借著L2 Cache加入，以及133MHz較高的外頻，終于拉近与Intel Celeron處理器的整數執行效能的差距，略等于100MHz外頻Celeron，并超越66.7MHz外頻的Celeron處理器的表現。VIA C3處理器其最大耗電量，僅同時脈Celeron的六成到七成五之間，系統厂商可以幵發無需配備CPU散熱風扇的靜音個人計算机系統。但是，733MHz的VIA C3處理器即日起正式量產出貨，每千顆的平均單价則為54美元。預料會很快的跌到50美元以下，跟Celeron、Duron搶奪低价計算机市場。

　　預料接替目前VIA C3處理器的，是目前才剛以0.13μm小量試產，正在做初期調校階段的Ezra處理器，它的核心代號為C5X，它具備雙線路譯碼／執行架构，以及長達17階的深層管線，据威盛/Centaur人員表示，將來有上探1.2GHz甚至更高時脈的能力。

　　Ezra將首度支持DDR內存，及200/266MHz外頻，配合內部具備128KB L1、64KB L2高速緩存的設計，它的架构与定位被設計在比AMD Duron還略高一級的產品，屆時將會与Duron、Celeron一同角逐低价計算机市場。

　　在去年9月中旬舉辦的VIA Technology Forum中，威盛也揭露它的200美元以下的Information PC平台概念。這种簡易的桌上型計算机系統具備顯示器，衹需要199美元，內部具備64MB SDRAM，可外接電視机或顯示器輸出，透過內部etBIOS連網韌体協助，一幵机就可上網瀏覽、寄Email的簡易工作。

　　威盛下一個針對超低价計算机与IA平台所推出的處理器，代號為Matthew，基本上它以Samuel為SoC芯片的處理器核心，整合具備SMA繪圖功能的PL133北橋芯片于一体。

　　七、TransmetaCPU的發展趨勢是什么？

　　沉潛5年的Transmeta全美達科技，由去年1月19日推出了全新概念的Crusoe處理器，以128位VLIW長指令集架构，配合Code Morphing變形轉譯技術，可以适切執行既有的x86軟件，又能避免x86電路日趨复雜而造成無謂的耗電量与熱量的提升。

　　Crusoe分別有兩系列：Tm3200/3400系列，主打強調体積小巧、強調可移植性、長時間電源供應的IA（Information Appliance）裝置﹔TM5400/5600，以較大的L2快取，內建DDR內存控制器以及LongRun節電技術，企圖攻占超薄筆記型計算机的運算中樞。

　　Transmeta Crusoe的理念，相當獲得業界的認同，筆者也認為這是走出沉苛的既有x86复雜電路架构的新出路。而Crusoe處理器也廣獲一些日本信息兼家電大厂如新力SONY、NEC、HITACHI、富士通等的喜愛，已經紛紛從事以Cursoe處理器，來幵發低耗電高效能的新一代IA裝置，甚至是超薄型計算机。

　　微軟在台北WinHEC，公布自己研發的Tablet PC（手寫板計算机），其實就是采用Transmeta Crusoe TM5600處理器，時脈高達600MHz。

　　Transmeta從去年下半年的發展藍圖（Roadmap）中，列入TM5600系列，其L2 Cache加大到512KB，時脈也尋求突破到700MHz以上，以進一步攻占IA裝置（WebPAD、Set-Top Box）与超薄筆記型計算机的市場。

　　為加強效能，CrusoeTM5x00系列，后續的版本會尋求更先進的0.13或0.15μm制程，今年第三季則會推出TM5800，全系列改以0.13/0.15μm微米制造，規格大致跟TM5600類似，但最高時脈可跨越1GHz。

　　目前Transmeta Crusoe處理器由IBM晶圓厂生產制造﹔Toshiba也有跟Transmeta簽訂代工協議。而TM5800版本后，不排除由台積電代工。

　　關于IA處理器，如NS的Geode處理器，Rise的iDRAGON處理器，硅統的550系統單芯片（SOC），都會是下半年IA裝置的熱鬧話題。

　　八、研發高效能CPU的動力是什么？

　　互聯網是引發高效能CPU的研發動力。

　　CPU時脈持續攀高，但除了少數玩家型用戶、CAD/CAM等專業級用戶之外，高時脈處理器對我們而言有何吸引人之處呢?我們有需要這么快速的CPU嗎？

　　Intel董事長Andrew S Grove、總裁（CEO）Craig Barrett對這個問題作出了解答：在過去的5年中，驅動計算机產業成長的動力，來自于有生產力的商業軟件包，操作系統的升級，以及聲光特效一流的游戲軟件，但是下一個5年甚至是10年內，驅動整個計算机產業的成長則依賴互聯網（Internet）。

隨著寬頻網絡的時代日漸逼近，加上隨選視訊的需求，會將整個計算机應用導向所謂的Visual Internet（可視化互聯網），要處理的資料流量成呈現等比級數的增長，對于處理器的運算需要衹會有增無減。

　　你我熟知的個人計算机本尊，無論桌上型或筆記型計算机成長雖然有點趨緩，其實PC已經轉化成IA，以多重面貌、不同功能与低廉的价位，充斥在你我身邊。像一個PC重要的分身─手持式裝置（Handheld Device），無論是Palm、PDA還是PocketPC，相信雜志已充斥這類裝置的訊息，你我身邊已經有人在使用了。

　　而這些裝置無論如何變化，都要一顆夠冷靜、夠快速的處理器。所以，我們仍然可以在未來十年甚至二十年內，看到處理器這行業，有持續不斷而且更快速的發展。

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