●HyperTranspor的发展

　　1999年，AMD提出了HyperTranspor总线技术，HyperTransport技术是一种高速、低延时、点对点的连接技术，旨在提高电脑、服务器、嵌入式系统，以及网络和电信设备的集成电路之间的通信速度。在经历了8年的发展后，HyperTranspor也从原来的HT1.0规格发展到了今天的HyperTranspor 3.0规范。

　　很多人对HyperTranspor总线认识是来至于AMD的K8处理器，因为至此AMD彻底放弃了与Intel类似的前端总线（FSB）架构，HyperTranspor总线成为了K8处理器重要的组成的部分，然而HyperTranspor总线却远不仅于此。最初，HyperTranspor总线定位于芯片间的互联，譬如CPU与CPU，CPU与芯片组，芯片组南北桥，路由器内部等。HyperTranspo 1.0到2.0版本，HT总线忠实的执行着这一发展道路。如果把HyperTranspor总线用CPU与芯片间的数据链接，就类似于传统的前端总线(FSB,Front Side Bus)，K8处理器中的HT总线只是HyperTranspor总线应用的一种。

　　AMD设想HyperTransport用在自家的芯片组上来取代使用已久的PCI。串行传输、LVDS信号技术可以让HyperTransport轻松运行在高频率上，因此最早的HT1.0规格最高工作频率已经达到了800MHz。加上HyperTransport采用的DDR类似双沿触发技术，可以在一个时钟周期内传输两次数据，这样实际传输频率就达到了1.6GHz，拥有1.6Gbits/s的单向传输效能。由于HT总线可支持2、4、8、16、32bit多通道模式，在16bit模式下可达到3.2GB/s的带宽，双向则为6.4GB/s。当时PCI的133MB/s带宽与AGP4×的1.06GB/s带宽都无法望其项背。

　　HyperTransport 3.0将不在局限于CPU与CPU、CPU与芯片组、芯片组南北桥的链接，AMD将其拓展到服务器集群、数据服务器中心及协处理器架构。可以看出AMD的雄心在挺进高端领域，积极发展未来的下一代计算机架构，从而对Intel发起更大的挑战。

●因何而生

　　为了解决处理器与内存交换数据时延迟较大的弊端，AMD把原有的北桥芯片一分为二，将传统位于北桥芯片中的内存控制器和北桥总线接口集成到处理器中，新的北桥芯片通过外部的HyperTransport总线与处理器相连接。那么，HyperTransport总线承担的只是相当于“图形总线+南北桥总线”的I/O作用。

　　在HyperTransport 2.0中，其总线带宽已经达到了8GB/s，这个数值看似足够，但是随着NVIDIA SLI与AMD CrossFire技术的发展，以及最近PCI-E 2.0规格的出现，HT 2.0规格的8GB/s带宽在使用中不免有些捉襟见肘。于是伴随AMD K10的发布，HyperTransport 总线的规格也进入3.0时代。

　　HyperTransport 3.0将工作频率从HyperTransport 2.0最高的1.4GHz提升到2.6GHz，幅度几乎达到一倍。另外HyperTransport 3.0同时还提供了32bit位宽，在高频率(2.6GHz)、高位宽(32bit)的运行模式下，可以提供高达41.6GB/s的总线带宽。即使在现有的16bit位宽下它也能提供20.8GB/s带宽，应该足以应付未来几年内显卡和处理器的发展。

　　Intel下代1666MHz前端总线带宽也只能达到13.3GB/s的带宽，这于AMD的HyperTransport3.0所能实现的带宽相比也实在是少的可怜，PCI-E 2.0的双向带宽也只有16GB/s，可见HyperTransport3.0在今后几年内都不会成为瓶颈，远远的甩开了Intel的前端总线架构。

●出色的连接架构

　　“将内存控制器集中到处理器中，处理器核心与内存控制器紧密相连，两者通过芯片内部的总线实现数据交换，这个数字是以百GB/s级别来衡量的，并且访问延迟极低。因此内存系统的性能得到最大限度的利用，处理器获得数据能力大幅度增强，从而可以将更多的时间放在指令执行而非等待上。”这便是AMD出色的连接架构的一部分。

　　“微架构”和“连接架构”是处理器系统两个重要组成架构，微架构描述的是处理器最基础的指令执行部分，包括执行方式和运算单元等，连接架构则是指各个芯片间的链接方式。如果将微架构比喻成跑车的引擎和车体，那么链接架构就是就是跑车将奔驰的道路。K7到K8转变，AMD就是凭借出色的连接架构抗衡Intel的Netburst架构。优秀的连接架构使的处理器数据的传输速度更为快捷，路更宽跑车的速度才能更快，这种设计思想一直伴随着AMD进入K10年代。因此，我们前面阐述的HyperTransport 3.0的诞生以及K10中集成的更为优秀的内存控制器都是AMD发挥连接架构优势必不可少的部分。

　　正是有了优秀的连接机构作为基础，AMD的路才能越走越宽。这种“宽”已经不单单的体现在CPU内部，在整个系统中亦是如此。前文所述的PCI-E 2.0的规范以及等等提升传输速率的规范都与AMD的设计思维不谋而合。AMD的CPU与北桥间的带宽可以做到Intel的两倍甚至4倍，南北桥之间的带宽也可以Intel系统的4倍，通过HyperTransport总线我们甚至可以将南北桥不同的PCI-E通道来组成双卡互相，而Intel系统则只能将所有PCI-E通道集中在北桥当中。AMD系统中内存控制器到CPU核心的速度更是Intel的十几乃至几十倍。

　　在K10中，AMD把原来K8集成的128Bit内存控制器分割成两个64Bit的规格，每个控制器可都以独立的进行操作，在四核执行的环境下，每个核心可以独立占有内存访问资源，不会造成内存带宽的浪费。独立内存通道设计可以提升10%的性能，而其他的优化设计更是可以实现40%的带宽提升，这样带来的是内存带宽50%的性能提升。

●微架构升级

　　K7到K8，其微架构并没有太多改变，只是连接架构的改变就使的K8的性能完全超出我们的预期。而K8到K10的连接架构又有了进一步的改进，那么如果K10的微架构也得到了改善，那么处理器的性能无疑更是会获得质的改善。

　　在K8架构处理器中，SSE执行单元只有64Bits，因为两个SSE指令是并行处理的，所以如果我们要处理一个128Bit SSE指令操作，不得不拆分成两个64Bit指令操作；同理，一个128Bit SSE指令被获取后，首先解码成两个微操作（micro-ops），这种方式效率上可想而知。

　　K10的SSE执行单元扩充为128Bits，128Bit SSE指令操作可以不必拆分成两个64Bit操作，浮点能力大大提升。SSE指令执行性能提升后也带来了另外一个瓶颈：指令获取带宽（instruction fetch bandwidth）。128Bit SSE指令变更大之后，为了最大化并行处理的解码数量，K10采用了每周期32-bytes的带宽。32-bytes的指令获取除了有利于SSE外，亦给整数代码带来了益处。

　　CPU可以获取和解码更多的指令，就需要把更多的数据传到核心去处理，因此AMD也进一步提高了L1 data cache和SSE寄存器（registers）之间的带宽，现在K10可以实现2×128Bit loads/cycle的性能，同时L2 cache和内存控制器的接口也被提升到128Bits/cycle后，总体上平衡了上面的改进所带来的性能瓶颈，这些改进被AMD统一命名为“宽浮点加速器”。

　　SSE2扩展指令集是非常特殊的处理器指令，简单的SSE2指令可以在两个寄存器之间完成数据传输。例如，如果一个指令指令有4个字节，可是如果指令需要附加内存地址，那么他们的长度就会发生变化，可能至少需要6～8个字节才能完成操作。若是在64bit模式中，在一条指令的头部还要附加1个字节的前缀，处理器就要使用更多的寄存器来存储这些冗长的指令。因此在64bit模式中，SSE2指令的长度经常会高达7～9个字节。而SSE1指令的长度也并不低，某些矢量指令的长度甚至会小于1个字节，但是标量指令却可以达到7～9字节。

　　每个时钟周期内K8处理器可以取回一个长度为16个字节的代码块。处理器会从L1高速缓存中读取数据，将他们萃取成指令代码。此后将指令代码发送给解译器的通道进行处理。一般来说处理器中的指令长度为5字节，那么16字节长度的代码块可以包含3条指令。因此K8处理器每个时钟周期平均可以处理3条指令。不过我们也注意到，SSE指令集中很多指令长度也有可能大于5个字节。因此个时钟周期取回16个字节的处理效率并不高。

　　K10中每次将能取回32字节的代码块，处理器每个时钟周期能处理的指令数将大幅提高，若处理器一次能取回32字节的代码块，那么编译器就能得到5条指令。若处理器每次取回16自己代码块，那么必须使用2个时钟周期才能完成操作。

　　可见K8到K10的转变，微架构亦作出了优化调整，即使在微架构的改善中，AMD也贯穿了一个“宽”字，这就为K10实现更强的性能奠定了基础。优秀的连接架构加上改良的微架构，让法拉利跑车奔驰在高速公路之上，K10的成功是必然的，然而这些相对于AMD的真四核设计又不过是大餐前的茶点。

●史上最复杂的处理器

　　毫无疑问，K10是目前为止世界上最为复杂的处理器，K10也是全球首款真正的四核心处理器。K10不像Intel的四核Kentsfield由两个双核Die封装一起而成，而通过11层金属层在底层将4个核心完全制作为一个整体，其复杂程度相对酷睿2架构的8层不可同日而语。

　　当AMD与Intel都放弃了频率的竞赛而转入双核核竞争之后，支持双核的软件已经日渐普及，以后几年将是多核竞争的时代。正是预见于此，AMD才正是发布了定位于4核的K10产品。

　　今年所发布的DirectX10游戏大作中，诸如《孤岛危机》、《生化奇兵》、《虚幻竞技场3》等无一例外的对多核进行优化。更多的游戏开发商均对原声四核处理器性能充满了期待。

　　为了适应多线程处理器对缓存容量的需求，Intel 45nm四核处理器的二级缓存容量已经达到了12MB，而AMD则认为集成大容量缓存会直接导致耗电量的提高，也不利于成本控制，而通过特有的内存控制器就能做到一举两得。所以K8的二级缓存只有512KB。K10架构在保留了K8的512KB二级缓存的同时，还为处理器添加了全新的三级缓存，并且为四核心所共享。

　　当CPU需要获取代码，数据会先在L3 cache中存储备份，这个数据将被四个核心所共享，而纯粹的数据加载则通过单独的核心。而如果数据在此之前已经为共享状态，缓存控制器会查看历史信息，同时保存这个备份。

　　K10的L1和L2 cache与K8一样基于2-way和16-way链接，而L3 cache则是32-way链接，全新的L3 cache设计统称为“Balanced Smart Cache” 。

　　从底层的架构分析中我们已经知道K10绝对是一颗出色的处理器，但是只有出色的架构是并不是完美的，下面我们就看看AMD为K10赋予了哪些使其臻至完美技术。

●Cool n Quiet 2.0

　　独立的动态核心技术使K10每个核心都能独立频率控制，根据自身的使用率进行调整，从而能够减少整个处理器的功耗。电层分割设计为处理器和内存控制器分别提供独立的电压，能够基于系统需要更好地控制性能。而AMD CoolCore技术可以动态地启用和关闭处理器的某些部分，从而为用户提供了更高效率的性能。此外，AMD变频控制简化的性能状态转换能够减少变化时的功耗、延迟和软件开销，并且可以利用多个传感器实现的处理器保护功能，旨在当温度达到预定极限时自动降低频率并减少散热来进行多点热量监控。

●频带堆栈优化

　　在K10中，AMD引进了Sideband Stack Optimizer（频带堆栈优化）技术，边带堆栈优化器将push, pop, call, return堆栈操作从所有运行代码中分离出来，让堆栈指令不再需要通过3-way解码，这个改进也可以带来显著的性能提升。

　　K10出色的设计方案与性能是我们毋庸置疑的，不过AMD为我们带来的却并只是这些。因为处理器性能再出色，如果系统的其他部分无法跟进，那么K10也只能做一辆山路上的法拉利。因此AMD为我们带来的是一张牢不可破的网，一套完整的平台解决方案，而K10架构的Phenom（羿龙）处理器就是这张网内的蜘蛛。

●蜘蛛平台发布

　　早在2007年11月20日，AMD就发布了基于ATI Radeon HD 3800系列、AMD 羿龙处理器、AMD 7系列芯片组的Spider(蜘蛛)平台，蜘蛛平台提供了完美游戏及高清视频解决方案。这是目前NVIDIA与Intel都无法完美解决的，NVIDIA只强调游戏的性能，而Intel在高清解决方案上始终没有更好方法。AMD就是想通过这张无所不能网完善自己的平台化路线。

　　AMD 790芯片组采用65nm工艺制造，最高端的790FX TDP功耗也不超过10W，相比之下Intel 的X38已经达到了26W。另外，790芯片组最最关注的地方就是对CrossFire X 4卡互联技术的支持，得益于PCI-E 2.0总线的发展，使多卡互联时所需的带宽问题得以解决。

790FX架构图

　　Radeon HD 3800系列已于早些时候正式发布，这里就不自过多介绍了。有了这张牢不可破的网，Spider平台的组成部分可以最大化的发挥自己的优势。这是一套和谐的系统，Phenom与adeon HD 3800系列的绝佳性能搭配支持HyperTranspor 3.0与PCI-E 2.0的790FX芯片组， 完全不用担心原来HyperTranspor 2.0与PCI-E 1.0带宽不足的问题。

●Auto Xpress

　　搭配Phenom处理器、AMD 7系列芯片组、Radeon显卡、通过认证的内存时，系统将会自动运行在一个更高性能状态下，AMD称它为“Auto Xpress”技术。据AMD表示，Auto Xpress技术可以让系统性能大概有8%左右的提升。

　　如果达到Auto Xpress的认证要求，Auto Xpress功能将会自动被打开。这对于用户来说是一个免费的午餐，因为我们不需要手动更改任何设置就可以享受蜘蛛平台带来的更好性能。Auto Xpress功能其实是一种总线超频技术，这与NVIDIA LinkBoost技术颇为相似，在系统总线允许的情况下小幅度提升HT与PCI-E的频率，在提升带宽的同时提升系统的性能。

　　有了强大的硬件平台之后，AMD仍为了更加完善Spider平台，发布了AMD OverDrive软件。因为在如今这个软硬件紧密结合的时代，对于系统性能来说软件的搭配也至关重要。

　　OverDrive除了可以检测系统中的各种参数外，在Windows下超频才是其最大的特色，从此在AMD平台超频也将告别BIOS年代。需要指出的是很多第三方软件也可以在Windows下对处理器进行超频，不过其界面都不甚友好。

　　如上图所示，AMD OverDrive可以独立的检测处理器的四个核心，GPU的频率（此功能目前还未开放），主板总线速度、PCI-E速度、SB速度和内存频率。

　　AMD OverDrive的超频界面非常友好，我们常用的超频设置在这里都能看到，其中包扩核心的独立倍频调节，HT倍频的调节，处理器外频及PCI-E频率调节；电压部分调节也异常丰富，丝毫不逊于顶级的超频主板BIOS选项。

　　AMD率先发布的桌面级K10处理器包括Phenom ×4 9500、Phenom ×4 9600，主频分别为2.2Gz和2.3GHz。我们小熊在线最近收到了AMD送测的主频达2.6Gz的工程样品，其型号为Phenom ×4 9900，这也是目前AMD最快的四核心处理器。

　　由于这只是一颗ES工程样品，因此我们对其顶盖编号不过多的分析，不过从下方的1.30V字样可以看出其工作电压为1.3V。

　　通过AMD OverDrive检测我们观察到Phenom ×4 9900主频为2.6GHz，倍频最大为13×，支持AMD独有的SSE4A指令集，HT总线频率运行在2GHz，HT通道数仍为16Bit，因此HyperTransport带宽为16GB/s。尽管这一数值没有达到HT总线的最大带宽，不过对比现今Intel的10.6GB/s前端总线带宽仍就用决定性的优势。

　　为了检验Phenom ×4 9900的顶级性能，我们为其搭建了顶级的Spider平台——华硕M3A32-MVP Deluxe/WIFI(790FX)+Radeon HD 3870 CrossFire。由于AMD目前没有发布CrossFire X的驱动，并且4片双槽的Radeon HD 3870也无法同时插在主板上，我们手中也没有4套显卡水冷设备将显卡的风扇替换掉，所以此次我们的平台赏析无法组建CrossFire X ，不免有些遗憾。

●EVEREST

Athlon64 ×2 5000+

Phenom ×4 9900

　　Phenom ×4 9900的二级缓存速度已经不可与Athlon64 ×2 5000+同日而语，无论读、写还是复制操作均有2～3倍的提升。即使是Phenom ×4 9900的三级缓存速度对比Athlon64 ×2 5000+的二级缓存速度也不承多让，也有30%左右的性能提升。由此可见我们完全不用为Phenom ×4 9900的三级缓存速度所担心。

●Super PI

　　Super PI是一款单线程软件，因此我们可以Phenom ×4 9900在单任务时的性能。同为2.6GHz主频，而Phenom ×4 9900的成绩却领先Athlon64 ×2 5000+达18%，由于Super PI只是基于X87浮点运算，因此性能提升应该于三级缓存的增加有关，而不是SSE128浮点单元的功劳。

　　在纯CPU运算性能的项目Processor Arithmetic中，无论证书运算还是SSE3浮点运算Phenom ×4 9900都保持着两倍以上的性能优势。而在多媒体效能测试中Phenom ×4 9900更是将差距跨到到3倍。Multi-Core Efficiency检测的是多核处理器中每个核心之间的协同工作效能,此项数值的大小可反映出多核处理器平台中每个核心到芯片组进行内部数据交换的带宽，Phenom ×4 9900又以两倍优势取胜。

●3DMark06

●PCMark Vantage

●WinRAR 3.71

　　3DMark06这种基于游戏画面渲染测试出的成绩是广大游戏玩家最为关心的，Phenom ×4 9900以强大的四核处理能力提供了两倍于Athlon64 ×2 5000+的性能。PCMark Vatage是一款考验平台综合能力的全新测试程序，更是加入了日渐主流的高清测试，Phenom ×4 9900整体分数优势明显，幅度达40%以上。在所线程测试软件WinRAR中，Phenom ×4 9900真四核优势再次爆发，领先Athlon64 ×2 5000+成绩达两倍。

●iTunes 7.43

●Movie Maker

　　在两款音、视频转换软件中，Phenom ×4 9900同样表现不俗，均已20%以上的成绩领先，不过这也暴露出目前的音、视频转换软件对多核的优化并不完美，而对SSE4A指令集的优化也急需改进。

●POV-Ray

●Cinebench R10

　　在3D渲染软件POV-Ray与Cinebench R10的测试中，Phenom ×4 9900均领先Athlon64 ×2 5000+两倍以上的成绩，可见性能的提升并不仅仅来自于核心数量的增加，微架构及连接架构的改进也起到了一定的作用。

●Sciencemark2.0

●Crysis(CPU Test)

　　Sciencemark是模拟了一系列的科学运算方程式的计算（包括化学元素，物理建模等等)的软件，Phenom ×4 9900领先Athlon64 ×2 5000+达10%以上，因为Sciencemark的分数提升十分困难，由此可见Phenom ×4 9900的科学运算能力对比Athlon64 ×2 5000+有长足的长进。Crysis的CPU测试项目主要考察处理器在游戏中的物理加效果，凭借出色的真四核架构与Crysis良好的软件配合度，Phenom ×4 9900的实力得到了完美展现。

●通天塔

●金刚

　　素有硬件杀手之称的《通天塔》在Phenom ×4 9900面前低下了昂贵的头，即使在没有开启UVD的情况下，Phenom ×4 9900的使用率也仅有25%左右，而此时《通天塔》的峰值码流已经在35MBPS左右。Phenom ×4 9900软件解码VC-1编码格式的影片就更为轻松了，与H.264同峰值码流下CPU使用率减少了一半。

●孤岛危机

●狂野西部

●冲突世界

　　在Radeon HD 3870 CrossFire的帮助下，测试的游戏全部都45FPS以上的成绩，Phenom ×4 9900的强劲实力得以完全发挥，AMD Spider平台的优势也得了证实，完美的配合才能展现AMD1+1＞2的系统法则。

　　拥有优秀连接架构的K8性能让我们叹服，改良K8连接架构并完善微架构的K10则让我们对AMD四核处理器有了新的认识，而拥有最高主频并搭配了Spider平台的Phenom ×4 9900的性能则更是让我们叹为观止了。在我们的漫长的测试中可以看出，Phenom ×4 9900不愧为现今最快，最出色的AMD处理器，AMD数年磨一剑的实力在Phenom ×4 9900身上毫无保留的爆发。

　　Phenom的出现是多核革命的时代，这种全新的先进架构，将在08年扩展出更多的产品，包括即将来临的三核Phenom，加以45纳米的引入，AMD的多核化进展将进入一个全新的时代。作为出色的真四核处理器，K10无论是连接架构还是微架构都是十分出色的，2008年AMD 45nm工艺的实现将使再次无敌于天下。

　　2007年已是过往，2008年将是“羿龙”展翅腾飞的一年，也是Spider平台大方光彩的一年，他们将得到广泛的应用，无论是办公、视频还是游戏，Spider平台都将为我们带来最佳的性价比体验，相信AMD在2008年可以做到……