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K6-III是不是超级杀手

归档日期:05-24       文本归类:二级高速缓存      文章编辑:爱尚语录

  MD的K6-2在1998年打了个漂亮的翻身仗,采用3D Now!技术的K6-2CPU在零售市场极为畅销,到1999年一月AMD零售市场的占有率首次超过Intel。不过随着Intel赛扬CPU的降价,K6-2的价格优势锐减,而且在超频之风盛行的亚太地区,K6-2的竞争力更是受到极大影响。正在人们为AMD担心的时候,AMD率先推出了第六代微处理器K6-III。

  我们电脑报评测室在拿到K6-III CPU后,立即进行了系统全面的测试,下面把测试结果报告大家。

  K6-Ⅲ依然基于K6-2的CXT核心(即K6-2 380和400的较新核心),但和K6-2的最大不同,就是K6-Ⅲ内部整合了256KB的L2 Cache。虽然这对于Intel的CPU来说并不新奇,但AMD家族的CPU却是首次在内部加入L2 Cache。在过去很长一段时间里,AMD系列CPU的L2 Cache都放在主板上,其运行速度只能在66MHz到100MHz之间,要和核心速度远远高得多的CPU交流,效果自然大打折扣!比较一下,虽然Intel的Pentium II和刚发布的Pentium III有512KB的L2 Cache,比K6-III多一倍,但由于它们的L2 Cache只能运行在一半核心速度的频率之下,所以效率并不见得比K6-III来得高!

  1、由于内置了256KB二级Cache,K6-III的晶体管集成度由K6-2的930万个猛增到2130万个,目前仍然采用技术上成熟的0.25微米工艺制造,芯片面积由K6-2的81mm2增加到118mm2,核心电压2.4V。

  2、在内部集成了256KB的L2 Cache。个人电脑一直依靠两层结构的高速缓存,内置于硅片中央的称为一级(L1)高速缓存,而二级高速缓存可以外置于主板上(如兼容K6-2的主板),也可以内置于处理器芯片(如P II,CeleronA)。以前的K6-2虽然主频可以从300MHz提高到450MHz,但同P II相比,其二级缓存却仅能以100MHz的频率运行,所以性能提高不大。K6-III却不然,内部集成的L2 Cache在核心频率下工作,完全不受外部总线的限制。

  同Celeron A的128KB L2 Cache相比,K6-III集成的256KB L2 Cache整整大了一倍,这大出来的部分又有什么优势呢?中央处理器? 在L1 Cache里搜寻数据,如果L1 Cache中没有需要的数据,再到L2 Cache里去搜寻,如果在L2 Cache中还没有,就到主存储器里去搜寻。L2 Cache较大可以存储更多数据,极大地提高命中率,这样中央处理器访问速度较慢的主存储器的机会就大大减少,系统整体性能自然会有较大提高。

  3、多端口内置式高速缓存设计,可以确保一级、二级缓存能够同时进行64位的读写操作。两极缓存可以在一个周期里同时进行64位的读写操作,较无端口设计存取速度更快,中央核心单元可以同时进入两级缓存进行存取,使系统数据传输效率更高。

  5、Trilevel高速缓存设计,包括:一个全速64KB一级(L1)高速缓存(AMD-K6系列处理器的标准配置)、一个内部全速背侧256KB二级(L2)高速缓存、运行于100MHz外部总线主板上可选外部三级(L3)高速缓存,较同频的Intel的Pentium II快一个速度等级,不但提高缓存容量,而且还提供更高的带宽。以前的100MHz外频外置式Cache支持800Mbps的带宽,而K6-Ⅲ 450以450MHz运行的内置式二级缓存可支持3600Mbps 的带宽,由于采用可同时读写操作的双端口设计,总带宽提高到7200Mbps,较100MHz的外置式Cache带宽提高九倍。

  6、原来Super7主板上的L2 Cache自然成为三级缓存,容量从512KB~2MB,运行在100MHz外频下,其与L1、L2的强劲组合把高速缓存的性能发挥到极限。

  K6-III不仅核心与K6-2的一样,外观也一模一样,针脚仍然是与Socket 7兼容的321针,从理论上来说,现在的Socket 7主板都可以支持K6-III。从我们拿到的K6-III 400样品看,K6-III既没有锁倍频,也可以运行66MHz外频。不过,K6-III的核心电压由K6-2的2.2V改为2.4V。

  在AMD网站上刊登出了经过AMD认证,能够完全支持K6-III的Super7主机板(网址):

  需要说明的是,并不是只有上述主板才能够上K6-III,其他Super7主板只要提供以下条件就具备支持K6-III的能力:

  具备以上电压电流的主板,只要进行简单的BIOS升级以支持“CXT”内核,正确识别K6-III,否则即使可以运行K6-III,主板也会将它识别为K6-2。

  强劲的整数性能一直是AMD K6系列CPU引以自豪的,从K6开始到K6-2,其整数性能就一直非常接近相同频率的Pentium MMX和Pentium II。在以整数运算为重点的主流商业应用中,像字处理、电子表格、数据库、浏览器、电子出版等,都极大地依赖CPU的高速缓存,尽管与K6-2相比K6-III在内核上并没有变动,也没有增加任何新的指令,但加入256KB二级高速缓存后形成的三级缓存结构的确让K6-III的整数性能增强不少。在反映实际商业应用环境下整数性能的基准测试ZD Business Winstone98和Winstone99中,K6-III 400比相同频率的K6-2性能提高了10%以上。而在基于处理器系统的测试ZD Winbench98/99 CPU Mark32中,由于该测试主要反映处理器、高速缓存、内存以及它们之间的通道所组成的处理器子系统处理32位代码的能力,使K6-III 400的整数性能显得更强悍,甚至比相同频率的K6-2高出50%!

  与ZD基准测试的情况相似,K6-III只比同频率的K6-2有5%左右的性能提升,而和Pentium II相比,其MPEG1视频编码、回放以及图形处理、音效等多媒体性能都基本上达到了同频率Pentium II 90%的性能,而在针对3Dnow!优化过的CPU 3D Mark测试项上,K6-III 400更是远远超过Pentium II 400,甚至Pentium II450。看来在多媒体性能上K6-III已经进一步缩小了和Pentium II的差距。

  K6-Ⅲ在游戏中的实际表现就比较复杂了。比相同频率的K6-2提高了10~20%,在Turok2、Quake2以及Sin等大负荷浮点运算的游戏中尤其明显。不过,与相同频率的Pentium II相比就另当别论了,对于Turok、Turok2、Incoming这样的基于Direct3D的游戏,K6-III的性能表现不仅受支持3Dnow!优化的DirectX6.1的影响,还受游戏自身引擎的影响,不过成绩都还比较理想,基本上达到了同频率Pentium II 90%的速度。而在基于OpenGL的游戏Quake2和Sin中,尽管我们在Quake2中使用了专门针对3Dnow!优化的驱动程序,但成绩仍然比较差,只有Pentium II 70~80%的速度。

  对于AMD来说,从K6-2开始到现在推出的K6-III,3Dnow!指令的应用一直是争论的焦点。如果要高效利用强大的3Dnow!指令,绝大多数应用程序尤其是游戏要么是针对3Dnow!指令集进行设计,要么是仅仅通过API应用程序接口来支持3Dnow!,而已经发行的软件通过打补丁来支持3Dnow!则非常少见了,目前笔者知道的只有两种游戏可以做到:一种是以Quake2引擎为核心的游戏,这样的游戏原来根本不支持3Dnow!,但通过增加支持3Dnow!的驱动程序,对Quake2引擎的rendering渲染引擎进行3Dnow!优化,不过这主要是软件rendering,而且对Voodoo类(Voodoo、Voodoo2、Banshee)显卡更有效。这类游戏有:Blood2、Heretic Ⅱ、NFL Blitz、Shogo、Speed Boat Attack、Team Apache以及Quake2、Half Life、Sin原罪。另一类则是已经支持3Dnow!,不久将有补丁来进一步改善、增强,使游戏更流畅。这类游戏多半是基于Unreal,因为Unreal当初支持3Dnow!时非常仓促,所以对3Dnow!仅仅是局部的使用。使用补丁则可以让这些已经完成的游戏对3Dnow!的支持尽可能地加强。由于Unreal设计之初为将来3Dnow!指令的应用留下了接口,所以增加补丁后几乎可以与原程序融为一体。

  目前支持K6-III的Super7主机板,除了芯片组有VIA MVP3和Ali Aliddin V之分外,最大的差异便在板载三级Cache的容量,绝大多数主板尤其是较早推出的Super7主板通常都采用512KB高速缓存,而目前已经有越来越多的主板采用1MB的三级Cache,甚至有公司推出了2MB三级Cache的主机板,像我们这次测试的基板??FIC大众PA-2013就提供了2MB的高速缓存(采用VIA MVP3芯片组)。为了弄清楚不同容量三级缓存对K6-III性能的影响程度,我们还选择了1MB缓存的磐英EPOX EP-MVP3G主机板(采用VIA MVP3芯片组)以及另外一款畅销的512 KB缓存Super7主机板(采用的是Ali Aliddin V芯片组)。由于三块主机板在芯片组上不尽相同,而且在设计和制造工艺上也各有特色,对测试成绩也会造成轻微影响,所以测试结果仅供参考。从测试成绩来看,K6-III在拥有2MB高速缓存的PA-2013上发挥最出色。随着三级高速缓存的逐渐减少,K6-III在其他两块主板上的整数性能表现逐渐降低。当我们将PA-2013的高速缓存关掉后,其商用Winstone99性能急速下降,降幅达10%。不过令人惊异的是关掉主板三级高速缓存后(K6-III实际上又恢复到K6-2时的二级缓存结构),其商用Winstone99分值仍然超过了K6-2 400。这是因为K6-III的二级缓存是256KB并且与CPU核心速度同步的CPU背侧Cache。K6-2的二级缓存却是主板上的缓存,尽管容量更大,但由于只能够以系统总线MHz运作),所以在商业应用性能上却输给了关掉三级Cache的K6-III。在Quake2的测试中仍然如此,由此可见K6-III二级高速Cache架构的高效率。

  如果改变总线频率,直接受到影响的便是以总线频率运作的主板高速缓存,而K6-III背侧二级缓存由于是以CPU的核心频率运作,其频率并不受影响。如果将总线MHz核心频率,需要主机板提供6倍频(66MHz×6=396MHz),非常遗憾我们的测试基板并没有提供如此高的倍频(最高到5.5),所以我们为了使CPU在66MHz和100MHz总线频率下以相同的核心频率运作,只得将核心频率降到300MHz来测试,让系统分别以66MHz×4.5、100MHz×3=300MHz核心频率运作,并测试了ZD BusinessWinstone99和Quake2 BenchMark,从测试结果我们可以看到,当三级高速缓存从100MHz降到66MHz时,Quake2的速度下降了2到3帧,有5%~10%的性能下降,在主流商业应用中也会有约5%的性能下降。

  K6-III的超频性能一般,这块K6-III 400超频到450MHz后,可以进入Windows,但并不能稳定运行。看来K6-III在超频性能上并没有多大的想象空间,价格是AMD的成功之本,K6-III也不例外。单片零售价格大约在2000多元,在低价风潮全球流行的今天,这一价格对于普通用户不太有吸引力,相信产品正式上市后,价格肯定会迅速下降。目前,散装K6-III 400已经在我国台湾省上市,相信内地很快也会买得到,盒装K6-III 400可能要到五月份才能上市。 从测试情况来看,三级Cache的采用的确令K6-III比K6-2在性能上有了较大飞跃,尤其是在主流商业应用方面,与Super 7主板的良好兼容性又使它成为Super 7用户升级的最佳选择。随着众多3D应用厂商对3Dnow!的进一步支持,相信K6-III对3D应用领域的吸引力会进一步增强,成为高档PC的又一理想配置。

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