Coppermine有什么新鲜的?

尽管代号Coppermine直译过来是铜矿，但并非表明它采用了新的铜芯片技术制造，实际上“Coppermine”来自于一条河流的名称(为了加以区别，我们在文中把代号为Katmai的PentiumⅢ称为传统PentiumⅢ，Coppermine则直接用其代号来称呼)。在生产工艺方面，Coppermine由0.25微米转向了0.18微米，制造工艺进一步提高后，Intel传统PentiumⅢ处理器的外置L2Cache也改进为直接集成到CPU核心内，L2Cache容量为256KB，只有传统PentiumⅢ的1/2，运行频率和CPU工作频率相同，而不是PentiumⅢ的1/2CPU时钟频率。以下是Coppermine的详细技术规格:

传统PentiumⅢ处理器为基础的核心

256KB片上ATC高级传输L2Cache

2个时钟周期36字节(32字节数据,4字节ECC)，733MHz有11.7GB/s数据吞吐量

36位物理地址空间

L2Cache的等待潜伏时间缩短为传统PentiumⅢ的1/4

Cache速度和CPU核心频率相同

288位传输宽度(256位数据,32位ECC)

双循环(backtoback)吞吐量

ASB高级系统缓冲

填充缓冲区由4个增加到6个，使并发非阻塞Cache操作加快50%

总线队列入口由4个增加到8个

回写缓冲区由一个增加到4个，使缓冲区的阻塞降低

0.18μm的生产工艺

核心电路减小增强了晶体管的传输性能

采用氟涂层氧化硅电介质减少电容数量提高整体的速度

6层金属层处理

用附加的金属涂作为集成全速L2Cache的界面

包含28000000个晶体管

核心尺寸106mm2

操作电压1.1～1.7V

尽管没有脱胎换骨的改变，和PentiumⅡ到PentiumⅢ的改进相比，同样名为PentiumⅢ的Coppermine却具有更多新特征。

未来的封装方式——FC-PGA

Coppermine将采用两种封装方式，一种是目前的传统PentiumⅢ所采用的SECC2，一种是新的FC-PGA。FC-PGA封装的工艺令赛扬的PPGA封装也相形见拙，FC-PGA封装的Coppermine芯片厚度仅有1mm左右，重量也相当的轻，中央核心部分采用0.18μm工艺后，面积缩小到仅为赛扬核心的20%左右，只有一个指甲壳大小，其高集成度令人惊叹。采用SECC2封装的Slot1Coppermine外形和传统PentiumⅢ一模一样，核心部分和FC-PGA的Coppermine一样，一大块电路板上不再有独立的L2Cache芯片，除了维持Slot1的结构外，这块电路板已经没有什么存在的必要。亲眼看到Coppermine的人从外观上就不难感觉到FC-PGA是一种能有效控制成本的封装形式，事实上其制造成本远比目前SECC2封装的处理器低。就像不同封装形式的赛扬一样，在性能方面两种封装形式的Coppermine完全相同，所以成本更低的FC-PGA封装形式将是Intel用来取代现有封装的新方案。考虑到现有主板的兼容性，Coppermine处理器推出时会以SECC2封装的为主，之后采用FC-PGA封装的产品比例将逐渐提高，按Intel的计划,到2000年中期，FC-PGA封装的Coppermine将占80%以上，SECC2封装的CPU将像Slot1的赛扬一样数量会越来越少，直到被完全取代。

同一频率多种PentiumⅢ

由于Coppermine仍然叫PentiumⅢ，某些型号的主频和现有的PentiumⅢ重合，为了加以区别，Intel采取在频率后面加字母的办法，各种PentiumⅢ的频率可参见表1。传统PentiumⅢ的最高频率为600MHz，133MHz外频的用后缀“B”来和100MHz外频的规格加以区别。Coppermine也具有100MHz、133MHz两种外频的，从500MHz起，最高频率为733MHz，从频率对应图上可以看出，在500MHz、533MHz、550MHz、600MHz等频率最容易混淆，特别是600MHz，不同外频和核心，会有4种不同的PentiumⅢ，频率后缀有字母E的表明是Coppermine核心的新PentiumⅢ，后缀为EB则是133Mhz外频的新PentiumⅢ。由于只有Coppermine才具有650MHz以上的频率，所以650MHz以上频率的PentiumⅢ不再需要字母后缀，其中650MHz、700MHz是100MHz的倍数，相应是100MHz外频，而667MHz、733MHz则是133外频。

Coppermine的兼容性

Coppermine是一种新产品，现有的主板并非完全都能对其兼容，华硕等厂商还在网上公布了其系列产品对Coppermine的兼容情况。测试中发现的兼容性问题主要是由以下几个原因所引起：

1、插槽的兼容性

现有的Slot-1插槽主板配合SECC2的Coppermine在理论上都是能够兼容的，但并非完全没有问题，因为供电和BIOS仍可能有影响。

虽然采用PPGA370插槽的主板在物理上和FC-PGACoppermine完全兼容，但Coppermine插针的信号定义有一定的变化，因此现有PPGA370插槽主板均无法兼容FC-PGA的Coppermine，根本就无法开机。现有的PPGA370主板要支持Coppermine必须对主板上的线路做更改。为此很多厂商都会将现有的370主板线路进行改进，使新版的370主板能使用FC-PGA的Coppermine。

2、主板的CPU供电能力

SECC2和FC-PGACoppermine的工作电压分别为1.65V和1.6V，主板也要能提供相应的电压，才能保证CPU的正常工作。理论上只要主板支持Intel的VRM8.4电源规格，就能提供1.3～3.5V范围的电压值。但并非所有的主板都能提供相应的电压，在测试中，我们就发现不少较早推出的主板其电源芯片就只能提供最低1.8V的电压。在这些主板上，Coppermine以1.8V的电压仍可以工作，至少不影响兼容性，如果不想升级主板倒是勉强可以使用，不过Intel建议最大电压不超过1.7V，因为较高的工作电压虽然不会影响主板，却有可能损坏CPU，如何取舍就看用户自己了。

3、BIOS对Coppermine的识别

BIOS是否“认识”Coppermine，也是主板和Coppermine兼容的关键，现有的很多主板都不能正确地识别出Coppermine。测试中不能识别的主板，有两种不同的情况:一种是机器开机有显示，但检测出的CPU类型不对，机器也无法稳定运行，不同的主板还会在不同的时候死机，还有一种就是根本无法开机。如果不存在前面两个问题，仅是BIOS的问题，通过升级BIOS就能解决。到各大主板厂商的网站去看看BIOS的更新就会发现，主板厂商都在升级一些主板的BIOS，以解决Coppermine的兼容问题。以台湾主板厂商硕泰克为例，1999年11月对十几款主板的BIOS进行了升级，其中有5款的升级都是为了能支持Coppermine。

兼容性测试中我们除试用了一些现有的主板外，还测试了硕泰克公司送测的三款已支持Coppermine的主板。其中Slot1的SL-67EV1+能提供1.65V的电压，通过BIOS升级就能很好地支持SECC2的Coppermine。SL-65KV、SL-65H64两款370主板则是将原有主板线路的相关部分进行了重新设计。送测的产品已经是量产产品，看来该公司解决主板对Coppermine兼容问题的行动较为迅速。从测试的实际情况来看，要支持Coppermine，主板必须符合以下条件:BIOS必须能正确识别Coppermine，Slot1插槽的主板要能提供1.65VCPU电压，370主板则必须是为支持FC-PGACoppermine修改了主板线路的新版主板。现在要购买主板的用户，如果希望日后CPU有更大的升级空间，不妨根据以上几个条件注意选择支持Coppermine的产品。

也许是太久没有对手的缘故，Intel似乎放慢了CPU性能提升的步子，PentiumⅢ和PentiumⅡ相比，除频率的提升外，仅增加了SSE指令集，一度让人感觉名不副实。而1999年下半年，由于820主板的延迟，Intel把133MHz外频的PentiumⅢ发布时间也向后推迟。最近，AMD推出了新一代CPU--Athlon，Athlon在测试中性能已超过了同频率PentiumⅢ，令Intel颜面无光，势必再次引发CPU性能的争夺战。这不，Intel在1999年10月25日发布了代号为Coppermine(铜矿)的PentiumⅢ处理器。

Coppermine转接卡

由于和370主板类似的原因，原有用于赛扬的转接卡也不兼容FC-PGA的Coppermine，而Coppermine发布后不久，与之对应的新型转接卡也紧接着问世。新型转接卡除了能支持PPGA赛扬外，也支持新的FC-PGA的Coppermine，作用当然也是将PGA的CPU转接到Slot1的主板上使用。新型转接卡自然也继承了PPGA转接卡已经开发出的一些功能，如用跳线调节CPU电压、强制CPU工作外频等。现有转接卡的CPU调节电压功能准确地说是选择电压功能，因为相应大小的电压仍是由主板上的PWM芯片产生，对于前面提到的不支持1.65V工作电压的Slot1主板来说，使用带电压选择的转接卡仍然无法产生正确的电压。我们希望有厂商开发出能够“降压”的转接卡，使无法提供1.8V以下电压的主板也能使用Coppermine。目前已经推出的FC-PGA转接卡，都支持双赛扬处理器，但还没有解除不支持双Coppermine的限制。我们了解到一些厂商正在开发支持双Coppermine的转接卡。

Coppermine测试性能

测试平台

转接卡:艾崴SlocketⅡ

主板:硕泰克65KV--ApolloPro133A主板，支持FC-PGACoppermine

硕泰克67EV1+——ApolloPro133主板，支持SECC2Coppermine

内存:KingMaxPC-133128MB

显卡:创新3DBlasterRivaTNT2Ultra

硬盘:西部数据专家系列20.5GB

声卡:创新SBLive!数码版

系统:英文Windows98SE+DirectX7.0

测试中，内存频率和CPU外频保持一致，100MHz外频的CPU,内存总线也跑100MHz，133MHz外频的CPU，内存总线频率则为133MHz，CAS均设置为2。

性能分析

既然Coppermine和传统PentiumⅢ有这么多的不同之处，其性能也必定有些差异，因此在测试中，我们选择了传统PentiumⅢ来和Coppermine进行性能对比，也测试了目前使用得比较多的Celeron433和Celeron500(Celeron333超频)作为性能参照。

综合性能方面，随着频率的提升。代表综合性能指标的Winstone也节节提升，由于机器配置提高以及新版本Winstone已经支持SSE指令集，Celeron500和PentiumⅢ500的差距已经可以在测试中反映出来。具有SSE指令集和较大缓存的PentiumⅢ系列在性能上优于超频后的赛扬。Coppermine和传统PentiumⅢ的性能差异比较有趣，比较500和500E、533B和533EB、600和600E、600B和600EB之间的综合性能差异可以得出如下结论：100MHz外频时，Coppermine没有多大的性能优势，在代表高端应用的CCWinstone测试中，得分甚至比同频的传统PentiumⅢ还要略低。133MHz外频则相反，Coppermine的性能超过了传统PentiumⅢ。通过Coppermine667MHz(5×100MHz)性能优于PentiumⅢ700MHz(7×100MHz)表明，Coppermine更适合在高带宽的平台上运行，这样方能发挥其性能。

整数性能和浮点测试有两种情况，一些简单测试CPU性能和浮点性能指数的软件，Coppermine的得分和传统PentiumⅢ没有差异。但像WinBench99的处理器测试等，通过实际CPU操作来测试，则能充分反映Coppermine的性能优势，特别是整数运算性能，同频Coppermine比传统PentiumⅢ高出10～20%，浮点性能和L2Cache的速度关系比较大，因此具有全速L2Cache的Coppermine的浮点性能自然比较高，大约高出同频传统PentiumⅢ5%左右。浮点性能的优势在3DWinBench的测试中也得以体现，Coppermine在完成3D处理中的T&L时性能也在传统PentiumⅢ之上。

通过流行的游戏测试软件Quake3TESTDemo进行测试，也可以反映出Coppermine的性能特点：比传统PentiumⅢ性能要高，特别是133MHz外频时，Coppermine的性能优势更加明显。

超频能力

Coppermine的超频能力可以说是喜忧参半。喜的是采用0.18μm工艺的Coppermine电压更低，发热量较小，超频能力也相应提高，以我们测试的未锁频600MHzCoppermine来看，133MHz外频超到667MHz能正常运行，100MHz外频超到700能正常运行，800MHz能开机，超频能力可以说相当出色。忧的是正式产品锁倍频后，由于外频和倍频都相当高，可以超频的空间就很小，特别是133MHz外频的Coppermine，如果继续向上超外频，对内存等其他设备的承受能力是一个考验。估计正式产品推出后，买100MHz外频的Coppermin超外频到133MHz应当最可行，如500E超133MHz外频(5×133=667MHz)使用是个不错的选择。再高的频率550E超频到733MHz，600E超频到800MHz是否成功就只有到时候用事实说话了。

结论

总的来看，传统PentiumⅢ的核心频率最高到600MHz，Coppermine采用0.18μm工艺，在频率上能超越传统PentiumⅢ(目前已发布的最高频率为733MHz)。Coppermine的性能也较传统PentiumⅢ有了提高，特别是在高外频、高系统带宽下，在820主板、RDRAM、PCI-64等高带宽技术规格跃跃欲试之时推出更适合2000年电脑发展的需要，必定会在2000年里取代传统PentiumⅢ，成为Intel在PC市场上的高端主流产品。另一方面，Coppermine在成本控制上的潜力也相当大，相信其价格又将是Intel扼制竞争对手的有力武器。我们认为Coppermine是一个相当成功的产品，其市场表现应当会超越现有的PentiumⅢ。