|
| |
| AMD vs. Intel |
| |
| AMD ได้แยกตัวออกมาจาก Intel และได้จับตลาดการผลิต
chip ต่างๆ ก่อนที่จะทำการผลิต chip CPU โดยแรกเริ่มนั้น ผลิตออกมาเพื่อแข่งขันกับทาง
Intel โดยผลิตชิบเลียนแบบ หรือเรียกกันว่า x86 compatible ผลิตตามหลัง
Intel 80386 โดยใช้เทคโนโลยีเดียวกันมา ยังมี Processer จากค่าย Texas
Instrument, UMC, IBM, และ Cyrix ที่ใช้เทคโนโลยีอันนี้ไปผลิตด้วย |
| ในปี 1989 Intel เปิดตัว CPU ตระกูล
486 ซึ่งมีประสิทธิภาพที่เพิ่มขึ้นมาก มีการรวมหน่วยช่วยประมวลผลทางคณิตศาสตร์
ที่เรียกว่า Math-Co Processor เข้ารวมไว้ใน CPU ตัวเดียวกัน และ เพิ่ม
Cache ระดับ 1 ( L1 cache ) ซึ่งเป็นหน่วยความจำขนาดเล็กแต่มีความเร็วสูง
ใช้ในการเก็บข้อมูลที่มีการเรียกใช้บ่อย ๆ |
| |
|
| |
| ต่อมาทาง Intel ได้ออก CPU ตระกูล 586
โดยที่ใช้ชื่อ Pentium ที่จะเป็นรุ่น 586 สาเหตุเพราะเรื่องการจดลิขสิทธิ์ชื่อที่เป็นตัวเลขนั่นเอง
ทาง AMD ยังคงใช้ชื่อในลักษณะเดิม คือ 5x86 ซึ่งใช้สถาปัตยกรรมตามอย่าง
Intel 486 และทาง Cyrix ก็ใช้ชื่อ 5x86 เช่นกัน CPU ที่เป็น 5x86 ของทั้ง
AMD และ Cyrix นั่น ด้านในเป็น 486 |
|
| |
| engine AMD ใช้ชื่อ CPU ใน generation
ที่ 5 ว่า AMD K5 ซึ่งใส่ฟังก์ชันต่างๆเป็น 2 เท่าของ Intel และช่วงนั้น
Cyrix จึงได้มีโอกาสสร้างชื่อกับ 6x86 ซีพียูตัวใหม่ที่ตามหลัง Pentium
มาติดๆโดย Cyrix ได้ทำสัญญาการร่วมมือผลิตชิป กับทาง IBM สำหรับ CPU
ใน Generation ต่อมา Intel ได้วางตลาด CPU Intel Pentium Pro รุ่นนี้ทาง
Intel สำหรับ WorkStation โดยเปลี่ยนแปลง Architecture เช่น มีการรวม
cache ระดับ 2 เข้าบน chip ของ CPU ( แต่ไม่ได้อยู่ภายใน core CPU เหมือนกับ
cache ระดับ 1 ) และได้เปลี่ยน Interface ไปใช้บน socket 8 แทน ( ซึ่งแต่เดิม
CPU ตระกูล Pentium เป็นต้นมา ใช้ socket 7 ) ซึ่ง Pentium Pro นั้น
มี Performance ในด้านการประมวลผลจำนวนเต็ม ได้สูงกว่า CPU ในตระกูล
RISC ( Reduce Instruction Set Computer ) เช่น MIPS และ SPARC อยู่มาก
จากนั้นไม่นาน Intel ได้ประกาศเทคโนโลยีใหม่ ที่เพิ่มเข้าให้กับ CPU
ซึ่งเป็นคำสั่งพิเศษโดยจะมาช่วยลดการทำงานของ CPU ลง และเพิ่มประสิทธิภาพในด้านของ
Multimedia ทั้งหมด 57 คำสั่ง Intel ประกาศตัว MMX ซึ่งเป็นสถาปัตยกรรมแบบ
SIMD ( Single Instruction Multiple Data stream ) และได้ผลิต CPU Intel
|
| MMX เป็นรุ่นถัดมา และ AMD ได้ซื้อบริษัทผลิต
Chip CPU ชื่อว่า NextGen เพื่อให้ได้เทคโนโลยีระดับสูงที่จะไล่ทัน Intel
และใช้เวลาในการรวมกิจการอยู่พอสมควรแล้วจึงผลิต CPU ตัวที่มีประสิทธิภาพสูงคือ
AMD K6 |
| |
|
| เป็น Generation ที่ 6 ของทาง AMD โดยได้เพิ่มคำสั่งด้าน
MMX เข้าไปด้วยเช่นกัน (เรียกกันว่า MMX Enhanced) ถึงแม้จะมีคำสั่ง
MMX เหมือนกัน แต่โครงสร้างการทำงานของคำสั่งไม่เหมือนกัน และ สำหรับ
CPU ของ AMD รุ่นนี้ ที่ Clock เท่าๆ กัน ก็มีความเร็วที่สูงกว่า Intel
MMX ที่ Clock เท่าๆกัน เพราะ มีการเพิ่ม cache ระดับหนึ่ง ใน CPU เป็น
2 เท่าของ Pentium MMX ( K6 มี 64K แต่ Pentium MMX มี 32 K ) และ K6
นี้ เป็น CPU ใน Generation ที่ 6 ในขณะที่ Pentium MMX นั้น เป็น CPU
ใน Generation ที่ 5 ของ Intel ส่วนทาง IBM และ Cyrix นั้นก็ได้วางโครงการผลิต
CPU ตระกูล 6x86MX ที่มีคำสั่ง MMX ออกมาเช่นกัน ต่อมา Intel ก็ได้ทำการรวมเอา
Technology ของ Pentium Pro คือ มี cache ระดับ 2 รวมอยู่บน package
เดียวกับ CPU กับ Technology MMX เข้าไว้ด้วยกัน แล้วทำการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างภายใน
รวมทั้ง เปลี่ยนแปลง Interface โดยไม่ใช้ทั้ง Socket 7 และ Socket 8
แต่หันไปใช้ Slot-1 แทน แล้วให้ชื่อว่า Intel Pentium II AMD K6 นั้น
ในด้านของการประมวลผลด้านทศนิยม ( FPU หรือ Floatingpoint Processing
Unit ) ยังห่างกับ Intel Pentium II ที่ระดับความเร็วเท่าๆกันอยู่มาก
โดย AMD K6 300 MHz นั้น จะมี FPU performance ประมาณเท่าๆกับ Intel
Pentium MMX 233 MHz เท่านั้น ปัญหานี้ค่อนข้างจะเป็นปัญหาหนักสำหรับ
ทาง AMD มาก เพราะเกมส์ 3D ที่ออกมา ต่างก็จำเป็นต้องใช้ FPU สูงๆ ทั้งนั้น
ทาง Cyrix ประสบกับปัญหาใหญ่ เพราะในขณะนั้นทาง Intel มี CPU ที่มีความเร็วสูงถึง
400 MHz และ AMD ก็มีถึง 300 MHz แต่ Cyrix ไม่สามารถออกทำให้ความเร็วของ
6x86MX สูงกว่า 233 MHz ได้ ดังนั้นทาง Cyrix จึงได้ พยายามปรับปรุง
6x86 MX-PR 266 ( ซึ่งจริงๆ คือ 225 MHz ) ให้มีความสามารถเทียบเท่ากับ
MII-300 ( คือ 233 MHz ) แต่หลังจากนั้น AMD ก็ได้เปิดตัว AMD K6-2 ขึ้น
ซึ่งโดยพื้นฐานมาจาก AMD K6 แต่แก้ไขบางส่วนเช่นปัญหาเรื่องความร้อนคำสั่งใหม่ๆ
ที่เพิ่มเติม เข้ามาแบบ MMX ซึ่งเป็น SIMD enhance อีก 21 คำสั่ง โดยจะช่วยในการประมวลผลด้าน
3D โดยพื้นฐานของ CPU ของ AMD แล้ว จะมีความสามารถในการประมวลผล ด้านเลขทศนิยม
ด้อยกว่าทาง CPU ของ Intel และ เกมส์ 3D ต่างๆ ใช้ ทศนิยมในการคำนวนเป็นหลัก
ทำให้ AMD พัฒนา 3Dnow! นี้ขึ้น ในคำสั่งที่เพิ่มเติมนี้ต้องการ Driver
ที่สนับสนุน และ ต้องมีการเปลี่ยนแปลง code บางส่วน ของเกมส์ เพื่อให้
ใช้ความสามารถนี้ได้ Microsoft ผู้พัฒนา API DrirectX ได้ออก DirectX
Ver 6.0 เพื่อมา Support 3Dnow! ของ AMD ทำให้ card 3D ต่างๆ ทั้งของ
3Dfx, nVidia, Matrox, S3, 3Dlabs และตัวอื่นๆ สามารถใช้ 3Dnow! ได้
และผู้ผลิตเหล่านั่นได้ประกาศทำ Driver ของ Product ให้สนับสนุนฟังก์ชัน
3Dnow! ทำให้ software และ เกมส์ต่างๆ หันมาสนับสนุนกันมากขึ้น ในช่วงเวลาก่อนที่ทาง
AMD จะเปิดตัว K6-2 ไม่นานนักนั้น ทาง Intel ได้ทำการประกาศตัว Intel
Celeron ขึ้น ซึ่ง Celeron นั้น ก็ใช้สถาปัตยกรรมเดียวกันกับ Pentium
II เพียงแต่ ไม่มี cache ระดับ 2 มาด้วย เพื่อลดต้นทุนการผลิต และ สามารถขายได้ในราคาที่ถูกกว่า
Pentium II มาก Celeron จะใช้ในงานด้าน เล่นเกมส์ได้ดี แต่กลับงานประเภท
office application กลับทำได้ใกล้เคียงกับ Pentium MMX AMD ประกาศตัว
K6-2 ออกมา ซึ่งใช้ cache ระดับ 2 บน Mainboard ได้ และ Mainboard บางยี่ห้อก็มี
cache บน Mainboard ถึง 1MB ทำให้ประสิทธิภาพของ AMD K6-2 นี้ ต่างกับ
Celeron โดยเฉพาะกับด้าน Office Application ซึ่ง AMD K6-2 นี้ สามารถทำ
Performance ได้ดีกว่า Intel Pentium II ที่ความเร็วระดับเดียวกัน Intel
ได้ทำการแก้ไข Celeron เสียใหม่ โดยเพิ่ม cache ระดับ 2 ลงไปด้วย บนแผ่น
Silicon ชิ้นเดียวกับ CPU เลย (On-die) แต่มีขนาดเป็น 1/4 ของ ที่มีบน
Pentium II (128KB) แต่ให้ทำงานที่ความเร็ว เท่าๆ กับ ความเร็วของ CPU
เลย (Realtime-clock) ซึ่งก็พอจะช่วยชดเชยเรื่องขนาด cache ที่เล็กกว่า
PII ไปได้บ้าง และดึงตลาดระดับล่างกลับคืนมาได้บ้าง แต่ถึงอย่างไรก็ตาม
จากรายงานที่ออกมาเมื่อเดือน มกราคม ( เมื่อต้นปี 1999 ) ก็พบว่า AMD
นั้น มีส่วนแบ่งในตลาดมากถึง 43.9% ในขณะที่ทาง Intel นั้นกลับ ลดลงมาเหลือเพียง
40.3% เมื่อมาถึงรุ่นปัจจุบัน Intel ก็ได้เพิ่มชุดคำสั่งเข้าไปใหม่ ในลักษณะของ
MMX เพื่อหมายจะแข่งกับ 3Dnow! ของ AMD โดยให้ชื่อในตอนแรกว่า KNI หรือ
Katmai New Instruction และต่อมาได้ทำการใช้ชื่อใหม่ว่า SSE หรือ Streaming
SIMD Extensions ซึ่งก็เป็นชุดคำสั่ง MMX ใหม่ อีก 70 คำสั่ง ที่จะมาช่วยประมวลผลในด้านต่างๆ
ไม่จำกัดแค่ด้าน 3D เท่านั้น และ ได้รวมชุดคำสั่งนี้ เข้าไปใน CPU รุ่นถัดมา
และตั้งชื่อว่า Intel Pentium III |
| |
|
| |
| AMD ทำการประกาศเปิดตัว CPU ตัวที่มีการออกแบบ
Core ภายในใหม่ แล้วตั้งชื่อว่าเป็น CXT core ซึ่ง ก็ได้ทดลองใช้ CXT
core นี้ กับ CPU K6-2 รุ่น 380 MHz และ 400 MHz มา Performance โดยรวมดีกว่า
Core เดิมที่ clock เดียวกัน สิ่งที่เพิ่มเติมเข้ามาสำหรับ CPU รุ่นใหม่ของ
AMD นั้น ก็คือมีการใส่ cache ระดับ 2 เข้าไปบน package ของ CPU เลย
และ ยังคงใช้กับ Mainboard แบบเดิมที่ใช้กับ AMD K6-2 ด้วย ซึ่ง ทำให้
CPU มอง cache บน Mainboard นั้นเป็น cache ระดับ 3 หรือ Tri-Level Cache
และเรียกชื่อรุ่นใหม่นี้ว่า AMD K6-3 ซึ่งต่อมาภายหลังได้เปลี่ยนชื่อเป็น
AMD K6-III |
| ทาง Intel ได้ประกาศตัว CPU Intel Pentium
ในปี 1993 โดยเพิ่ม Cache ภายใน หรือ L1 Cache เป็น 2 เท่าจากรุ่น 486
คือ จาก 8 K เป็น 16 K แต่แบ่งหน้าที่การทำงานของ Cache เป็น 2 ส่วน
คือ เป็น Data Cache ใช้สำหรับเก็บข้อมูลที่จะใช้ประมวลผล มีขนาด 8 K
และ อีกส่วนหนึ่ง เป็น Instruction Cache ซึ่งใช้เก็บคำสั่งต่างๆ ที่จะใช้ในการประมวลผล
อีก 8 K ในส่วนของทรานซิสเตอร์ภายใน ก็เพิ่มจาก 486 ซึ่งมีประมาณ 1.2
ล้านตัว ไปเป็น 3.1 ล้านตัว และ ในส่วนของการประมวลผล ก็เปลี่ยนจากเดิมมาเป็น
32 Bit แต่ในส่วนของ FPU นั้นใช้ 64 Bit ดังนั้น pin ตรง interface ที่ใช้
ก็ต้องรองรับการส่ง/รับ ข้อมูลขนาด 64 Bit ด้วย ทำให้ต้องเปลี่ยน Interface
ด้วย ทำให้ CPU Intel Pentium ไม่สามารถใช้บน Mainboard ของ 486 ได้
เรียก Interface นี้ว่า SPGA ซึ่งมีจำนวนช่องขาสำหรับใส่ pin ทั้งหมด
296 ขา หรือ ที่เราเรียกกันจนติดปากว่าเป็น Socket 7 นั่นเอง และ ไฟเลี้ยงของ
CPU ก็เปลี่ยนมาเป็น 5 Volt ใน Pentium รุ่นแรกๆ ( Pentium 60 และ Pentium
66 ) แต่ต่อมา3.3 Volt เพราะการใช้ไฟที่ 5 Volt นั้น ทำให้ความร้อนที่เกิดขึ้นสูงมาก
จึงได้ลดไฟเลี้ยงลง รวมถึงเปลี่ยนมาใช้ system bus ที่ 50 , 60 และ 66
MHz ด้วย CPU Intel Pentium นี้ ได้เพิ่ม Architecture เข้าไปใหม่ที่เรียกว่า
"super-scalar" ซึ่งก็ทำให้ประสิทธิภาพโดยรวมเพิ่มขึ้นมาจาก
486 มาก โดยเฉพาะประสิทธิภาพในด้านการประมวลผลเลขจำนวนเต็ม ที่เพิ่มขึ้นเป็นเท่า |
| |
| ลักษณะเด่นๆ ของ Intel Pentium |
| |
| เป็น Superscalar Architecture Dynamic
Branch Prediction (เป็นการทำนายผลการคำนวณล่วงหน้า ) สำหรับหน่วยประมวลผลเลขจำนวนเต็มเป็น
Pipeline ( 2 Pipeline ) หน่วยประมวลผลเลขทศนิยมเป็น Pipeline ( 1 Pipeline
) Improved Instruction Execution Time แบ่ง Cache ออกเป็น 8 K สำหรับข้อมูล
และ อีก 8 K สำหรับ คำสั่ง ในส่วนของ Cache ข้อมูล จะเป็น Cache แบบ
WriteBack 64-Bit Data Bus Bus Cycle Pipelining Address Parity Internal
Parity Checking Functional Redundancy Checking Execution Tracing สนับสนุนการทำงานแบบ
Symmetric multiprocessing หรือ SMP ทำให้สามารถใช้ Dual CPU ช่วยกันประมวลผลได้
ในช่วงปลายปี 1994 มีการพบ Bug หรือข้อผิดพลาดในการจำนวนเลขทศนิยม ซึ่งเกิดขึ้นกับการหาร
จนเป็นข่าวและทำให้ผู้ซื้อเกิดความลังเลอยู่พอสมควร ทำให้ Intel ต้องเร่งแก้ปัญหานี้โดยทาง
Intel ก็ยินดีเปลี่ยน CPU ที่มีปัญหานั้นให้ ( รุ่นที่มีปัญหาคือรุ่นแรกๆ
ได้แก่ Pentium 60 และ Pentium 66 ) |
| |
|
| |
| AMD 5x86 และ AMD K5 |
| |
| เป็น CPU ที่มีความเร็วมากถึง 133 MHz
ใช้ตัวคูณที่ 4 ( 33x4 ) ทำให้ประสิทธิภาพโดยทั่วๆไป นั้นใกล้เคียงกับ
ระดับ Intel Pentium 75 แต่โดยสถาปัตยกรรมภายในแล้ว ก็เหมือนๆกับ 486DX
เพราะไม่ใช่ Superscalar Design เพียงแต่ มันเพิ่มความเร็วขึ้นมาเท่านั้นเอง
แต่ก็มีบ้างสำหรับบางคำสั่ง ที่มันสามารถทำงานได้เสร็จภายใน 1 รอบสัญญาณนาฬิกา
AMD 5x86 นั้น มี Cache ภายใน หรือ L1 Cache ขนาด 16 K และ เป็นแบบ Write
Back เป็น CPU แบบ 32 Bit และ ใช้ความกว้างของเส้นทางข้อมูล 32 Bit รวมถึงสามารถอ้างตำแหน่งได้
32 Bit ใช้ Pin และ Mainboard แบบ 486 ได้ ต่อมาทาง AMD ก็ได้หันมาผลิต
CPU โดยทำการออกแบบสถาปัตยกรรมภายในใหม่เองทั้งหมด และเปลี่ยนชื่อ CPU
ซึ่งเป็น Generation ที่ 5 ว่า AMD K5 ซึ่งในช่วงแรกๆ ก็ยังคงเรียกว่า
AMD 5x86 เพื่อมิให้ผู้ใช้เกิดการสับสน และ เปรียบเทียบรุ่นของ CPU ไม่ถูก
โดยสถาปัตยกรรมของ AMD K5 นั้นได้ spec ต่างๆ เป็นเท่าตัวของ Intel Pentium
และได้มีการใช้ P-Rating ( หรือ PR ) เป็นตัววัดประสิทธิภาพ เทียบกับ
CPU ของ Intel Pentium |
| |
| ตารางแสดงวิวัฒนาการของ Intel Pentium
4 กับ AMD Athlon |
| |
วัน |
Intel |
AMD |
มิ.ย. 03 |
P4 3.33 GHz |
|
มิ.ย. 03 |
|
Athlon XP 3x00+ |
มี.ค. 03 |
P4 3.2 GHz |
|
ม.ค. 03 |
|
Athlon XP 3000+ |
11-14-02 |
P4 3.06 GHz (Hyperthr.)
80 วัน |
|
9-30-02 |
|
Athlon XP 2800+
40 วัน |
8-26-02 |
P4 2.8 GHz
112 วัน |
|
|
|
Athlon XP 2600+
72 วัน |
|
|
Athlon XP 2200+ (0.13 ?m)
89 วัน |
5-06-02 |
P4 2.53 GHz
34 วัน
|
|
4-02-02 |
P4 2.4 GHz
85 วัน |
|
3-13-02 |
|
Athlon XP 2100+
65 วัน |
1-07-02 |
P4 2.2 GHz (0.13?m)
133 วัน |
Athlon XP 2000+
63 วัน |
11-05-01 |
|
Athlon XP 1900+
27 วัน |
10-09-01 |
|
Athlon XP 1800+
97 วัน |
8-27-01 |
P4 2.0 GHz
89 วัน
|
|
7-04-01 |
|
Athlon 1400
104 วัน |
5-30-01 |
P4 1.7 GHz
190 วัน |
|
3-22-01 |
|
Athlon 1333
155 วัน |
11-21-00 |
P4 1.5 GHz (0.18 ?m) |
|
10-18-00 |
|
Athlon 1200
135 วัน |
6-05-00 |
|
Athlon 1000 (0.18 ?m) |
|
| |
