描述
AI810 3BSE008516R1 ABB
说这个问题前，我们先打个比方。你认为要完成扣篮动作，需要什么条件？答案是身高和弹跳力。身材很高的人轻轻一跳就能扣篮，但不是说矮个子就不能扣篮，我们国家那些一米六左右的举重运动员，不用助跑就可以原地跳起轻松来个倒扣，靠的就是机器发达的腿部肌肉和惊人的弹跳力。同样道理，决定处理器性能高低的因素也不是一个，主要有两个，一个是主频，一个是单位主频下的执行效率。
奔腾4能够在同样的0.18微米工艺下轻松达到2GHz的主频，奔腾III刚刚达到1.13GHz就已经到了极限，这
是为什么？这是因为奔腾4的运算流水管线多达20级甚至31级，而奔腾III只有11级。运算流水管线越长，就越容易在同样制造工艺下达到更高的工作主频。Athlon在同样制造工艺下可以达到奔腾III难以达到的高主频，就是因为Athlon的运算流水管线比奔腾III略长。但是运算流水管线过长也会带来负面影响，管线越长，单位主频下的处理器执行效率就越低，性能的发挥就会受到影响
。众所周知，奔腾4正是在流水管线上的加长设计，才能够达到如此之高的主频，并在主频争霸战中战胜AMD，逼得Athlon XP“不敢以真面目示人”（指Athlon XP不用真实主频标注，而用“相当于奔腾4多少”的主频标注）。但是流水管线的加长会导致数据在管线逗留的时间增长，导致数据出错的可能增加，一旦一个数据出
错，其结果就在于整个运算步骤都将重新来过，这样就会造成处理器处理性能的降低。依靠高效的分支预测体系和Cache机制可以改善这一点，但仅仅是“改善”而不是“弥补”。要想弥补高频低能的缺点就要靠更高的主频来抵消，比如同样制造工艺下，2GHz的奔腾4性
能总会高过1GHz奔腾III，这就是在不改变制造工艺的前提下带来的性能提升，只是英特尔不厚道，故意把人们误导到“高主频=高性能”这个自奔腾4问世后已经不再是真理的误区中来。而AMD呢，即便是Athlon 64，流水管线也很短，所以执行效率非常高。Athlon 64的整数流水线达到12级，浮点流水线达到17级，相比Athlon XP仅仅提高两个工位，但是大力改善了分支预测机制，所以同主频下性能提升明显。从中我们可以看到英特尔设计奔腾4与AMD设计Athlon的两个根本不同思路：英特尔是追求主频优先，靠极高的主频来提升性能；AMD则是追求效率优先，靠高效的执行机制实现在相同主频
下达到更高的性能。AMD这种做法，其实师承于英特尔的P6架构设计思路（奔腾III、奔腾M以至酷睿，承袭的就是这种设计思路）。明白了两种设计原理，再考虑到奔腾4单位主频下的执行效率只有奔腾III 70%-75%左右的事实，我们就能很容易得出如下结论：同主频下，奔腾III的性能显然要高于奔腾4。但是，奔腾4在相同制造工艺下可以达到奔腾III所不能达到的高主频，这个高主频完全可
以弥补低性能还显得绰绰有余。
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