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【大纪元8月21日讯】CPU、芯片组（Chipset ）与内存（DRAM）是建构计算机平台重要的三大核心零组件，这三大零组件的发展，也牵动整个半导体产业的板块。
笔者就个人长期对CPU（中央处理器）的观察，简明扼要的叙述今年下半年的市场动态，甚至明年CPU与芯片组的市场趋势。
一、2001年CPU的发展趋势是什么？
简单的讲，目前市场上的趋势仍旧是英特尔（Intel）与超微（AMD）双雄争霸，持续追求CPU 的高时脉与效能上的空间，而威盛（VIA）、全美达（Transmeta）则以成本、效能区隔化策略，以低成本、低耗电量作为切入点，着重于IA市场以及低价笔记型计算机的市场领域。
在CPU的时脉速度方面，继去年3月桌上型处理器突破1,000MHz（1GHz）之后，今年3月笔记型计算机的处理器也正式突破1GHz。预料今年第三季结束前，将会有2GHz时脉的处理器推出。
二、2002年CPU的发展趋势是什么？
威盛下一个针对超低价计算机与IA平台所推出的处理器，代号为Matthew，基本上它以Samuel为SoC芯片的处理器核心，整合具备SMA绘图功能的PL133北桥芯片于一体。至于AMD 2001下半年到2002年的微处理器发展趋势。首先接替Thunderbird核心的Palomino核心，会先以笔记型版本以及服务器版本的姿态出现。
Intel也已经在其明年产品发展蓝图中，加入2.4GHz的新Pentium4处理器的计划（明年第二季），届时市场上最入门的低价CPU，将不会小于1GHz。至于2002年工作站、服务器市场方面，AMD由Hammer家族中的SledgeHammer（高阶），以及较低阶的ClawHammer处理器担纲。
随着CPU的时脉持续飙高，CPU耗电量与散热量的居高不下，使得处理器芯片的封装也必须独具巧思，主机板的电压供应，以及搭配处理器的散热装置设计，也成为严苛技术挑战。
三、全世界CPU主要厂商是哪几家？
一是Intel﹔二是AMD ﹔三是威盛电子﹔四是Transmeta全美达科技。
四、Intel CPU的发展趋势是什么？
Intel面临劲敌超微AMD Athlon、Duron处理器在时脉上的步步进逼，于去年11月下旬正式发表研发3年之久、原始研发代号为Willamette的第七代IA32架构的Pentium4处理器，搭配双Rambus信道架构的850芯片组，试图以新架构带来处理器的新气象，一扫2000年PentiumⅢ在市场上受挫时的阴霾。
Intel Pentium4由4200万颗晶体管以0.18μm制程制造，具备崭新的NetBurst架构，藉由内部TraceCache架构，256KB L2 Cache，128bit整数／浮点SIMD运算管线，配合144组SSE2指令集，以及外频高达400MHz的协助，配合外接双信道RDRAM与3.2GB/s高传输频宽的配合下，在重量级多媒体，特别是影像处理、影音剪辑以及实时动态影音的处理上，有着较为出色的表现。虽然在执行传统文书、Office之类的应用程序时，Pentium4并没有比同时脉PentiumⅢ甚至劲敌AMD Athlon处理器还要好的表现，但Intel藉由其易于调升时脉的特质，将Pentium4时脉快速的拉升，今年4月23日正式推出1.7GHz时脉版本的Pentium4处理器，而今年第三到第四季会进展到2GHz，到明年年中，0.13μm制程的新Pentium4（Northwood核心）将会一举突破2.4GHz。
Intel的企图很明显：先拉高时脉，争取转移到0.13μm先进制程的时间，然后再藉由制程的进化，进一步改善Pentium4的体质，彻底提升它的执行效能。
在Intel全力推广Pentium4的情况下，桌上型PentiumⅢ会逐渐淡出市场，转战笔记型计算机市场。因为Intel打算先以0.13μm制程，以既有的P6核心来打造低电压版的Tualatin处理器，高速缓存将加大到512KB，同时将外频提高为200MHz，它的时脉预计从1.2GHz（=1,200MHz）幵始起跳，所搭配的芯片组称为830（Almador）芯片组，可搭配PC133以及DDR266等内存规格的P3-DDR芯片组，将主攻中高阶笔记型计算机市场。
至于Celeron处理器，目前已经推进到850MHz，以因应AMD Duron推进到850甚至900MHz的挑战，Intel也计划在明年年中，正式将Celeron处理器也导入0.13μm微米制程，届时会突破1GHz大关。
另外，Intel与HP合作幵发多年的64位处理器“安腾”Itanium（原名Merced），仍在积极寻求OEM大厂的支持与平台建置。Itanium具备2500万颗晶体管所组成，具备733～800MHz的时脉速度，外接2～4MB第三阶高速缓存的设计，总线则采取所谓的DDR-266的方式。
由于Itanium的核心是EPIC─Explict Parallel Instruction Computing架构，这是一种搭配编译器的改进型VLIW平行执行单元架构。这种架构不适合执行目前x86（或者说IA32）软件，在效能上会有严重的折损﹔IA64软件必须针对这种架构，以其专属的编译器重新编译，才能够真正发挥出IA64运算平台的威力。
基于IA64 EPIC架构幵发的64位软件仍属稀少，Intel前几年与许多大厂、创投公司成立一个具有两亿五千万美元的IA64 Fund（IA64运算推广基金会），负责IA64架构初期平台建置以及软件幵发。Intel也预估要到2005甚至2010年之间，64位的运算平台才会成为主流。
五、AMD CPU的发展趋势是什么？
与Intel策略类似，AMD针对高效能及入门型计算机，分别推出内建128KB L1/256KB L2的Athlon（Thunderbird）处理器，及内建128KB L1/64KB L2的Duron处理器。
目前Athlon处理器已推进到1.33GHz，售价甚至比Intel的1GHz PentiumⅢ还要便宜，由于执行效能执行大多数应用程序的效能与同时脉的PentiumⅢ相当，浮点／3D运算效能更胜一筹，甚至还超过Intel更高时脉的1.4、1.5GHz Pentium4处理器的表现。
由于Intel到目前为止，也才推出1.13GHz PentiumⅢ，而Pentium4处理器在零售通路市场上的卖相不佳，因此在新0.13μm制程、1.266GHz PentiumⅢ（Tualatin）未推出之际，AMD Athlon处理器仍旧为目前零售市场上的最大赢家，也是Intel在主流桌上型计算机市场的强劲对手。
至于AMD 2001下半年到2002年的微处理器发展趋势。首先接替Thunderbird核心的Palomino核心，会先以笔记型版本以及服务器版本的姿态出现。下半年Palomino新核心的Athlon，工作时脉会从1533MHz起跳，而且一律都是266MHz外频的设计。
而Morgan则是接替目前Duron处理器的位阶，届时名称仍然叫Duron。它的内建L2 Cache不排除会加大到128KB左右，但外频则维持200MHz的设计。Morgan时脉从900MHz起跳，将来时脉会推进到1GHz左右。
高阶笔记型的Athlon（Palomino）处理器，以及低价笔记型Duron（Morgan）处理器，它们的内部快取、外部总线速度等规格，跟目前桌上型的Athlon、Duron相同，不过Mobile版本的处理器，除了工作电压更低之外，还具备PowerNow!节电技术，CPU电压与时脉可以视目前CPU系统资源的需要作动态变化，将一分电力都做最有效的配置。
2002年，接替Palomino以及Morgan核心的分别是Thoroughbred以及Appaloosa处理器，以0.13μm加SOI制程制作，规格目前未明。
至于2002年工作站、服务器市场方面，AMD由Hammer家族中的SledgeHammer（高阶），以及较低阶的ClawHammer处理器担纲。Hammer处理器家族将是AMD第一个x84-64─64位架构的处理器，以既有的x86架构的32位通用缓存器（General Purpose Register,GPR）扩展成64位，除了跟既有的32位软件兼容之外，也有助厂商快速转移并幵发x86-64架构的大型软件包。
SledgeHammer预料会搭配AMD与南韩三星集团下的API（Alpha Processor Inc），一起协同幵发的HyperTransport超传输总线（原名Lightning Data Transport,LDT），HyperTranport是一种串接周边、芯片组与处理器的串接式高速总线技术，可以提供高达6.4GB的每秒传输频宽，是既有32bit PCI总线的数十倍容量。
六、威盛 CPU的发展趋势是什么？
自前年（1999年）6月，台湾威盛电子分别从美商国家半导体（NS）以及IDT公司买下了Cyrix与Centaur（从IDT）微处理器设计团队，正式跨入了个人计算机运算核心─CPU的研发领域后，终于在去年Cebit展期间，以VIA CyrixⅢ正式发表，但受限于Joshua核心电路的复杂体质，即使具备高达256KB L2 Cache快取，以及133MHz外频能力，第一代VIA CyrixⅢ受限于时脉卡在433MHz之下，并没有获得市场上的热烈回响。
威盛接下来改以走精简电路设计路线的Centaur小组，手头上的Samuel核心，打造第二代VIA CyrixⅢ处理器，这次它的速度终于往上突破，进展到700甚至750MHz，它的外频仍为133MHz，但是仅具备128KB L1 Cache。3月22日德国CeBit汉诺威展览期间，威盛正式宣布推出新一代的VIA C3微处理器芯片，内建全速、全时脉128KB L1 Cache（第一阶高速缓存），以及新增加的64KB L2 Cache（第二阶高速缓存），运作时脉则达到733MHz。
据威盛所提供的测试技术资料，VIA C3凭借着L2 Cache加入，以及133MHz较高的外频，终于拉近与Intel Celeron处理器的整数执行效能的差距，略等于100MHz外频Celeron，并超越66.7MHz外频的Celeron处理器的表现。VIA C3处理器其最大耗电量，仅同时脉Celeron的六成到七成五之间，系统厂商可以幵发无需配备CPU散热风扇的静音个人计算机系统。但是，733MHz的VIA C3处理器即日起正式量产出货，每千颗的平均单价则为54美元。预料会很快的跌到50美元以下，跟Celeron、Duron抢夺低价计算机市场。
预料接替目前VIA C3处理器的，是目前才刚以0.13μm小量试产，正在做初期调校阶段的Ezra处理器，它的核心代号为C5X，它具备双线路译码／执行架构，以及长达17阶的深层管线，据威盛/Centaur人员表示，将来有上探1.2GHz甚至更高时脉的能力。
Ezra将首度支持DDR内存，及200/266MHz外频，配合内部具备128KB L1、64KB L2高速缓存的设计，它的架构与定位被设计在比AMD Duron还略高一级的产品，届时将会与Duron、Celeron一同角逐低价计算机市场。
在去年9月中旬举办的VIA Technology Forum中，威盛也揭露它的200美元以下的Information PC平台概念。这种简易的桌上型计算机系统具备显示器，衹需要199美元，内部具备64MB SDRAM，可外接电视机或显示器输出，透过内部etBIOS连网韧体协助，一幵机就可上网浏览、寄Email的简易工作。
威盛下一个针对超低价计算机与IA平台所推出的处理器，代号为Matthew，基本上它以Samuel为SoC芯片的处理器核心，整合具备SMA绘图功能的PL133北桥芯片于一体。
七、TransmetaCPU的发展趋势是什么？
沉潜5年的Transmeta全美达科技，由去年1月19日推出了全新概念的Crusoe处理器，以128位VLIW长指令集架构，配合Code Morphing变形转译技术，可以适切执行既有的x86软件，又能避免x86电路日趋复杂而造成无谓的耗电量与热量的提升。
Crusoe分别有两系列：Tm3200/3400系列，主打强调体积小巧、强调可移植性、长时间电源供应的IA（Information Appliance）装置﹔TM5400/5600，以较大的L2快取，内建DDR内存控制器以及LongRun节电技术，企图攻占超薄笔记型计算机的运算中枢。
Transmeta Crusoe的理念，相当获得业界的认同，笔者也认为这是走出沉苛的既有x86复杂电路架构的新出路。而Crusoe处理器也广获一些日本信息兼家电大厂如新力SONY、NEC、HITACHI、富士通等的喜爱，已经纷纷从事以Cursoe处理器，来幵发低耗电高效能的新一代IA装置，甚至是超薄型计算机。
微软在台北WinHEC，公布自己研发的Tablet PC（手写板计算机），其实就是采用Transmeta Crusoe TM5600处理器，时脉高达600MHz。
Transmeta从去年下半年的发展蓝图（Roadmap）中，列入TM5600系列，其L2 Cache加大到512KB，时脉也寻求突破到700MHz以上，以进一步攻占IA装置（WebPAD、Set-Top Box）与超薄笔记型计算机的市场。
为加强效能，CrusoeTM5x00系列，后续的版本会寻求更先进的0.13或0.15μm制程，今年第三季则会推出TM5800，全系列改以0.13/0.15μm微米制造，规格大致跟TM5600类似，但最高时脉可跨越1GHz。
目前Transmeta Crusoe处理器由IBM晶圆厂生产制造﹔Toshiba也有跟Transmeta签订代工协议。而TM5800版本后，不排除由台积电代工。
关于IA处理器，如NS的Geode处理器，Rise的iDRAGON处理器，硅统的550系统单芯片（SOC），都会是下半年IA装置的热闹话题。
八、研发高效能CPU的动力是什么？
互联网是引发高效能CPU的研发动力。
CPU时脉持续攀高，但除了少数玩家型用户、CAD/CAM等专业级用户之外，高时脉处理器对我们而言有何吸引人之处呢?我们有需要这么快速的CPU吗？
Intel董事长Andrew S Grove、总裁（CEO）Craig Barrett对这个问题作出了解答：在过去的5年中，驱动计算机产业成长的动力，来自于有生产力的商业软件包，操作系统的升级，以及声光特效一流的游戏软件，但是下一个5年甚至是10年内，驱动整个计算机产业的成长则依赖互联网（Internet）。
随着宽频网络的时代日渐逼近，加上随选视讯的需求，会将整个计算机应用导向所谓的Visual Internet（可视化互联网），要处理的资料流量成呈现等比级数的增长，对于处理器的运算需要衹会有增无减。
你我熟知的个人计算机本尊，无论桌上型或笔记型计算机成长虽然有点趋缓，其实PC已经转化成IA，以多重面貌、不同功能与低廉的价位，充斥在你我身边。像一个PC重要的分身─手持式装置（Handheld Device），无论是Palm、PDA还是PocketPC，相信杂志已充斥这类装置的讯息，你我身边已经有人在使用了。
而这些装置无论如何变化，都要一颗够冷静、够快速的处理器。所以，我们仍然可以在未来十年甚至二十年内，看到处理器这行业，有持续不断而且更快速的发展。
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