一、双核心—处理器的必由之路
自戈登·摩尔在1965年提出每隔18~24个月单位面积的晶体管数量倍增的摩尔定律之后,每一次的处理器研发,都凭借着每两~三年一次的制程提升,得以在一定的晶圆面积下,用更多的晶体管来设计新一代的核心架构,借由新架构以及时钟频率提升效应,来达到更高的性能。
计算机发展到今天基于人们对运算性能也提出了越来越高需求。但随着处理器集成度的不断提升,处理器的架构也发生了翻天覆地的变化。通常开发一款新的处理器架构,不可避免带来了晶体管的增多,若不使用新的制程技术,将导致所需要的硅晶面积的大幅增加,而通常硅晶面积的大小与处理器功率是成正比的。我们以硅晶面积增加四倍来计算,如果没有使用新的制程技术,功率立刻也会相应的增大四倍。但实际上新的架构也最多能够给处理器性能带来两倍的提升,因此性能和功率的之间并没有得到很好的平衡。
但如果我们不再研发新的处理器架构直接已既有研发完成、验证过的处理器核心,以两个或多个核心的方式加以迭加,这样功率虽然也增大了四倍,但在搭配支持四线程处理的软件时,理论执行性能也同样提升了四倍。其性能功率比的表现,多核心更胜单核心一筹!所以单芯片多线程(Chip Multi-Threading;CMT)、或芯片多重处理(Chip Multi-Processing;CMP)的处理器设计思维,就成为后摩尔时代处理器研发的必然趋势。
首先开始采用单芯片双核心设计并不是今天Intel、AMD,而是蓝色巨人IBM,为了巩固其Power系列RISC处理器与服务器市场的霸权,IBM在1999年10月微处理器论坛中,率先揭露了其双核心Power4的研发计划,其采用180nm铜导线搭绝缘硅(SOI)制程,于2000年元月开机成功,时钟频率冲上1.3GHz,随即引爆了整个业界对双核心以致于多核心处理器发展的关注。IBM Power4也夺得微处理器论坛主办机构Micro Design Resource的1999年最佳创新技术奖项。
 如果你对标量计算机RISC体系的多核心处理器有所了解,便会发现它们在设计上有惊人的相似点:所有多核心处理器都是以上一代产品为基础,所集成的硬件内核实际上就是前一代处理器,如IBM的Power 4便是在Power 3基础上构建,SUN的Gemini(针对刀片服务器)则直接集成了两个UltraSparc II内核,拥有PA-RISC处理器技术的惠普也曾将两颗PA-8700核心迭加出来的便成PA-8800处理器。这些做法的优点在于可以平滑升级到下一代产品,降低处理器的设计难度,而同时性能又可在前代产品基础上大幅度提升。所以Intel、AMD的双核心处理器也秉承相同的设计思维。
相比高端服务器用处理器,个人用处理器发展的速度就相对比较慢了。Intel在去年才提出双核心开发计划,而且这样的产品本该在2007年出现,但是迫于竞争压力,将它提前了18个月。AMD选在4月21日64位Opteron处理器两年纪念日之际推出双核心处理器。
为抢在AMD之前,英特尔将原计划下月底的发布双核芯片日期提前到美国东部时间4月18日也就是“摩尔定律(Moores Law)”诞生40周年纪念日。Intel此举显然是要赶在AMD之前,对AMD全力施压。
二、Intel Pentium D/Pentium EE系列双核心处理器
Intel桌面双核心解决方案包括Pentium D/Pentium EE系列双物理核心处理器以及用以配套的945/955 Express系列芯片组及主板。
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