双核CPU简介

双核CPU简介 双核就是2个核心 核心（Die）又称为内核，是CPU最重要的组成部分。CPU中心那块隆起的芯片就是核心，是由单晶硅以 一定的生产工艺制造出来的，CPU所有的计算、接受/存储命令、处理数据都由核心执行。各种CPU核心都具有固定的逻辑结构，一级缓存、二级缓存、执行单元、指令级单元和总线接口等逻辑单元都会有科学 的布局。 从双核技术本身来看，到底什么是双内核？毫无疑问双内核应该具备两个物理上的运算内核，而这两个内 核的设计应用方式却大有文章可作。据现有的资料显示，AMD Opteron 处理器从一开始设计时就考虑到了添加第二个内核，两个CPU内核使用相同的系统请求接口SRI、HyperTransport技术和内存控制器，兼容90纳米单内核处理器所使用的940引脚接口。而英特尔的双核心却仅仅是使用两个完整的CPU封装在一起，连接到同一个前端总线上。可以说，AMD的解决方案是真正的“双核”，而英特尔的解决方案则是 “双芯”。可以设想，这样的两个核心必然会产生总线争抢，影响性能。不仅如此，还对于未来更多核心的 集成埋下了隐患，因为会加剧处理器争用前端总线带宽，成为提升系统性能的瓶颈，而这是由架构决定的。 因此可以说，AMD的技术架构为实现双核和多核奠定了坚实的基础。AMD直连架构（也就是通过超传输技术让CPU内核直接跟外部I/O相连，不通过前端总线）和集成内存控制器技术，使得每个内核都自己的 高速缓存可资遣用，都有自己的专用车道直通I/O，没有资源争抢的问题，实现双核和多核更容易。而Intel是多个核心共享二级缓存、共同使用前端总线的，当内核增多，核心的处理能力增强时，就像现在北京郊 区开发的大型社区一样，多个社区利用同一条城市快速路，肯定要遇到堵车的问题。 HT技术是超线程技术，是造就了PENTIUM 4的一个辉煌时代的武器，尽管它被评为失败的技术，但是却 对P4起一定推广作用，双核心处理器是全新推出的处理器类别；HT技术是在处理器实现2个逻辑处理器，是充分利用处理器资源，双核心处理器是集成2个物理核心，是实际意义上的双核心处理器。其实引用《现 代计算机》杂志所比喻的HT技术好比是一个能用双手同时炒菜的厨师，并且一次一次把一碟菜放到桌面； 而双核心处理器好比2个厨师炒两个菜，并同时把两个菜送到桌面。很显然双核心处理器性能要更优越。 按照技术角度PENTIUM D 8XX系列不是实际意义上的双核心处理器，只是两个处理器集成，但是 PENTIUM D 9XX就是实际意义上双核心处理器，而K8从一开始就是实际意义上双核心处理器。 双核处理器(Dual Core Processor)： 双核处理器是指在一个处理器上集成两个运算核心，从而提高计算能力。“双核”的概念最早是由IBM、HP、Sun等支持RISC架构的高端服务器厂商提出的，不过由于RISC架构的服务器价格高、应用面窄，没有引起广泛的注意。 最近逐渐热起来的“双核”概念，主要是指基于X86开放架构的双核技术。在这方面，起领导地位的厂商 主要有AMD和Intel两家。其中，两家的思路又有不同。AMD从一开始设计时就考虑到了对多核心的支持。 所有组件都直接连接到CPU，消除系统架构方面的挑战和瓶颈。两个处理器核心直接连接到同一个内核上， 核心之间以芯片速度通信，进一步降低了处理器之间的延迟。而Intel采用多个核心共享前端总线的方式。 专家认为，AMD的架构对于更容易实现双核以至多核，Intel的架构会遇到多个内核争用总线资源的瓶颈问 题。 双核与双芯(Dual Core Vs. Dual CPU)： AMD和Intel的双核技术在物理结构上也有很大不同之处。AMD将两个内核做在一个Die（晶元）上，通过直连架构连接起来，集成度更高。Intel则是将放在不同Die（晶元）上的两个内核封装在一起，因此有 人将Intel的方案称为“双芯”，认为AMD的方案才是真正的“双核”。从用户端的角度来看，AMD的方案能够使双核CPU的管脚、功耗等指标跟单核CPU保持一致，从单核升级到双核，不需要更换电源、芯片 组、散热系统和主板，只需要刷新BIOS软件即可，这对于主板厂商、计算机厂商和最终用户的投资保护 是非常有利的。客户可以利用其现有的90纳米基础设施，通过BIOS更改移植到基于双核心的系统。 计算机厂商可以轻松地提供同一硬件的单核心与双核心版本，使那些既想提高性能又想保持IT环境稳定性 的客户能够在不中断业务的情况下升级到双核心。在一个机架密度较高的环境中，通过在保持电源与基础 设施投资不变的情况下移植到双核心，客户的系统性能将得到巨大的提升。在同样的系统占地空间上，通 过使用双核心处理器，客户将获得更高水平的计算能力和性能。 什么是双核处理器呢?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核中。 企业IT管理者们也一直坚持寻求增进性能而不用提高实际硬件覆盖区的。多核处理器解决方案针对这 些需求，提供更强的性能而不需要增大能量或实际空间。 双核心处理器技术的引入是提高处理器性能的有效方法。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! 为什么IBM、HP等厂商的双核产品无法实现普及呢，因为它们相当昂贵的，从来没得到广泛应用。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AMD即将发布的双核心处理器的前辈。 目前，x86双核处理器的应用环境已经颇为成熟，大多数操作系统已经支持并行处理，目前大多数新或即 将发布的应用软件都对并行技术提供了支持，因此双核处理器一旦上市，系统性能的提升将能得到迅速的 提升。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。 多核处理器的创新意义 x86多核处理器标志着计算技术的一次重大飞跃。这一重要进步发生之际，正是企业和消费者面对飞速增 长的数字资料和互联网的全球化趋势，开始要求处理器提供更多便利和优势之时。多核处理器，较之当前 的单核处理器，能带来更多的性能和生产力优势，因而最终将成为一种广泛普及的计算模式。多核处理器 还将在推动PC安全性和虚拟技术方面起到关键作用，虚拟技术的发展能够提供更好的保护、更高的资源 使用率和更可观的商业计算市场价值。普通消费者也将比以往拥有更多的途径获得更高性能，从而提高他 们家用PC和数字媒体计算系统的使用。 在单一处理器上安置两个或更多强大的计算核心的创举开拓了一个全新的充满可能性的世界。多核心处理 器可以为战胜今天的处理器设计挑战提供一种立竿见影、经济有效的技术――降低随着单核心处理器的频 率(即“时钟速度”)的不断上升而增高的热量和功耗。多核心处理器有助于为将来更加先进的软件提供卓 越的性能。现有的操作系统(例如MS Windows、Linux和Solaris)都能够受益于多核心处理器。在将来市场需求进一步提升时，多核心处理器可以为合理地提高性能提供一个理想的平台。因此，下一代软件应用 程序将会利用多核处理器进行开发。无论这些应用是否能帮助专业动画制作公司更快更节省地生产出更逼 真的电影，或开创出突破性的方式生产出更自然更富灵感的PC机，使用多核处理器的硬件所具有的普遍实用性都将永远地改变这个计算世界。 虽然双核甚至多核芯片有机会成为处理器发展史上最重要的改进之一。需要指出的是，双核处理器面临的 最大挑战之一就是处理器能耗的极限!性能增强了，能量消耗却不能增加。根据著名的汤氏硬件网站得到的 文件显示，代号Smithfield的CPU热设计功耗高达130瓦，比现在的Prescott处理器再提升13%。由于 今天的能耗已经处于一个相当高的水平，我们需要避免将CPU作成一个“小型核电厂”，所以双核甚至多 核处理器的能耗问题将是考验 AMD与Intel的重要问题之一。 关于多核处理器，从全球范围内看，AMD在对客户的理解和对输出最符合客户需求的产品方面的理念走在 Intel的前面，从上世纪九十年代起就一直着这一重大进展，它第一个宣布了在单处理器上安置多个核 心的想法。