前言:
在2005年处理器市场将有一件大事,那就是双核处理器架构的出现。目前处理器厂商希望通过这个的设计来增加处理器的性能及功能。当然,不单是AMD、英特尔在2005年推出双内核处理器,而且VIA公司也计划在2005年推出自己的双核处理器。下面我们就来看看AMD、Intel、VIA三者的双核处理器发展计划。
一、 何谓双核处理器?优势何在?
那么什么是双核处理器?双核处理器背后的概念蕴涵着什么意义呢?简而言之,双核处理器即是基于单个半导体的一个处理器上拥有两个一样功能的处理器核心。换句话说,将两个物理处理器核心整合入一个内核中。
事实上,将两个处理器内核放到一个物理核心之上并不什么新技术。在上个世纪末期高端多处理机服务器开发者,比如HP、IBM就已经提出此类可行性设计,并且成功推出了拥有双内核的HP PA8800和IBM Power4处理器。此类处理器已经成功应用不同领域的服务器产品中,象IBM eServer pSeries 690或HP 9000此类服务器上仍可以看到它们的身影。
然而,我们不能把这些产品称为大众化产品。因为他们相当昂贵的,他们从来没得到广泛应用。为什么? 比如拥有128MB L3缓存的双核心IBM Power4处理器的尺寸为115x115mm,生产成本相当高。因此,我们不能将IBM Power4和HP PA8800之类双核心处理器称为英特尔和AMD即将发布的双核心处理器的前辈。
不过,此前处理器厂商已经针对桌面平台推出了单核处理器并行处理的解决方案。而在这方面英特尔则是先行者:其在2002发布了支持Hyper-Threading技术的Xeon和Pentium 4处理器,利用Hyper-Threading技术的可以让一个单物理内核的处理器通过模拟方式实现在多称处理模式下双处理器运行的效果 (此类解决方案也称为对称多处理)。
事实上,在Hyper-Threading技术中的两个逻辑处理器并没有独立的执行单元、整数单元、寄存器甚至缓存等等资源。它们的运行过程中仍需要共用执行单元、缓存和系统总线接口,在执行多线程时两个逻辑处理器均是交替的工作,如果两个线程都同时需要某一个资源时,其中一个要暂停并要让出资源,要待那资源闲置才能继续。
例如,在执行某一运算任务时,在单线程情况下时需要6个时钟周期,但双线程下就能在3个时钟周期内完成,但如果在超线程运算过程中,CPU的资源在某周期中出现重叠的情况,某个线程就会出现延迟,整个运算周期可能会增加到4个。因此,超线程技术所带来有性能提升远不能等同于两个相同钟频率的处理器。
目前,大多数操作系统已经支持并行处理,因此引入第二个处理器可以显著增加系统的性能,而且由于英特尔处理器支持Hyper-Threading技术也极大刺激了支持平行处理的应用软件的需求量,目前大多数新或即将发布的应用软件都对此类技术提供了支持。因此,目前整个软件市场其实已经为多核心处理器架构提供了充分的准备。然而,在我们开始对今年的双核心处理器进行介绍之前,我们先谈谈所有双核解决方案的优点。
首先,双核心技术的引入是提高处理器性能另一个行之有效的方法。因为处理器实际性能是处理器在每个时钟周期内所能处理器指令数的总量,因此增加一个内核,处理器每个时钟周期内可执行的单元数将增加一倍。在这里我们必须强调一点的是,如果你想让系统达到最大性能,你必须充分利用两个内核中的所有可执行单元:即让所有执行单元都有活可干!
然而这就要靠软件开发者的努力了,而不是依靠处理器开发者们。因此只有在软件方面得到充分支持,双核心处理器架构的实际性能太会显著提升。而且传统通过提升工作频率来提升处理器性能人作法也将在双核处理器上面临严重的阻碍,这主要是受生产技术限制所导致的。
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