Intel目前所面臨的最大危機(jī)是桌面處理器，所以它總希望在現(xiàn)存的桌面處理器中尋找一塊能作為Jonah處理器核心的處理器，但是在這些諸多的現(xiàn)有桌面處理器中竟然沒有一塊能勝任，要不性能低了，要么功耗太大，就連最新的Prescott 處理器也不例外。作為Intel最后的希望，就是這個(gè)由巴西人開發(fā)的新一代移動(dòng)版處理器??Dothan 。
  作為新一代移動(dòng)處理器，Dothan核心的優(yōu)越性能有目共睹，在2.4GHz頻率下它可以輕松擊敗Prescott 3.4GHz，而此時(shí)它的發(fā)熱量甚至不到Prescott的一半，具有極高的能效比。如果在一枚處理器中集成兩枚這樣的核心，強(qiáng)勁的性能可想而知。不過，同樣因?yàn)镈othan在設(shè)計(jì)時(shí)并沒有考慮雙核心的擴(kuò)展需要，而是專注于單個(gè)核心的高效性。但這已是唯一的最佳選擇，Intel另無選擇，只有重新為Dothan處理器設(shè)計(jì)一條高帶寬、低延遲的內(nèi)部總線來連接這兩個(gè)核心。
  另外，為了能與AMD的64位雙核心AMD 64處理器競爭；同時(shí)Intel已明顯地看到，在AMD的大力宣傳下，64位時(shí)代已離我們不遠(yuǎn)了，不能再沿襲老路，一路固執(zhí)地說不了，Intel還必須讓Jonah可以支持EM64T擴(kuò)張功能，執(zhí)行64位x86指令，這就必須對(duì)現(xiàn)有的Dothan核心進(jìn)行適應(yīng)性改進(jìn)。
  在Intel的雙核心Jonah處理器設(shè)計(jì)中，二級(jí)緩存設(shè)計(jì)也是有所爭議的地方，一種方案是采用共享式結(jié)構(gòu)，IBM的Power 4/5就是其中代表；另一種是獨(dú)享式結(jié)構(gòu)，SUN的UltraSPARC Ⅳ便采用這種設(shè)計(jì)。獨(dú)享式設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)在于，如果處理器始終都在執(zhí)行多任務(wù)，獨(dú)享緩存可以獲得更好的效能，因?yàn)閮蓚€(gè)核心可以隨時(shí)獲取緩存資源。但在單任務(wù)狀態(tài)下（或者軟件未對(duì)多核心優(yōu)化），獨(dú)享式結(jié)構(gòu)反而會(huì)讓處理核心可使用的緩存資源變少。
  總的來說，共享式與獨(dú)享式設(shè)計(jì)各有所長，談不上孰優(yōu)孰劣。不過，由于Dothan處理器已帶有高達(dá)2MB的二級(jí)緩存，占用了大量的晶體管，如果讓每個(gè)核心都占據(jù)2MB二級(jí)緩存，顯然不切實(shí)際，我想如果采用獨(dú)享式的話，完全可以將這2MB一分為二，每個(gè)核心各占1MB，但這樣會(huì)比較大的影響處理器性能的發(fā)揮。但總的來說，筆者認(rèn)為還是共享2MB更合理些，畢竟每時(shí)每刻雙核心都處于工作的情況還是比較少見，特別是當(dāng)前還沒有特別針對(duì)雙核心優(yōu)化開發(fā)的軟件的情況下。如果將來這種雙核心同時(shí)運(yùn)行的應(yīng)用多了，再改進(jìn)緩存占用方式也不遲。
   另一主要考慮的重要方面就是處理器的功耗。雖說采用雙核心比起單獨(dú)依靠提高主頻來說可以更好地控制區(qū)處理器功耗，但畢竟加多了一個(gè)處理器核心，還可能增加其它元件，所以總體來說，比起單核心來說功耗肯定會(huì)有較大提升的。
  根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，芯片的功耗主要取決于內(nèi)核設(shè)計(jì)、晶體管規(guī)模和工作頻率三方面的因素。Jonah構(gòu)建在Dothan基礎(chǔ)上，優(yōu)良的核心設(shè)計(jì)人所共知，因此，Jonah功耗的決定因素就是晶體管規(guī)模和工作頻率。Dothan的晶體管規(guī)模達(dá)到空前的1億4000萬個(gè)，但是2MB二級(jí)緩存大約就占據(jù)了1億晶體管，處理器核心實(shí)際上只占4000萬個(gè)左右。如果Jonah保持2MB緩存的水平，只是增加一個(gè)核心，晶體管數(shù)也只增加了4000萬個(gè)左右，可以被控制在較好的水平。
  不過，我們應(yīng)該注意到Dothan處理器設(shè)計(jì)上的特殊性，那就是Dothan處理器的二級(jí)緩存采用低功耗設(shè)計(jì)，任意時(shí)刻只有1/32的緩存單元在消耗能量，這樣實(shí)際占少數(shù)晶體管的處理器核心消耗了絕大多數(shù)能源。因此，盡管Jonah的晶體管數(shù)增加不多，但若采用同等的90納米制造工藝，它的最高功耗也會(huì)比Dothan增加一倍，所以盡管Dothan處理器是Intel雙核心處理器核心的最佳選擇，仍需采用更新的制造藝才能達(dá)到較好功耗控制效果。
  對(duì)于移動(dòng)版Jonah產(chǎn)品而言，如何在電池模式下降低自身的功耗是重中之重，過去Intel都采用SpeedStep技術(shù)來解決問題，但Jonah在此基礎(chǔ)上繼續(xù)開發(fā)新的降低功耗方式，那就是它的多核心切換方式。移動(dòng)版Jonah處理器可以根據(jù)任務(wù)的需要和供電情況在兩個(gè)核心間實(shí)時(shí)切換，當(dāng)使用AC電源供電的時(shí)候，Jonah的兩個(gè)運(yùn)算核心就會(huì)同時(shí)并列運(yùn)轉(zhuǎn)，此時(shí)CPU工作在雙處理器狀態(tài)，CPU的能耗值也處于巔峰狀態(tài)；一旦斷開AC電源，筆記本電腦開始依靠電池供電的時(shí)候，Jonah內(nèi)部的一個(gè)運(yùn)算核心會(huì)立刻關(guān)閉，只有一個(gè)核心可以繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，此時(shí)CPU的性能回落到單核心的水平，能耗也隨之大幅下降，如果再結(jié)合SpeedStep降頻技術(shù)，整體功耗應(yīng)該可與單核心的Dothan保持在同一水平，同樣可以獲得較長的電池使用時(shí)間。而如果采用了更先進(jìn)的65nm制造工藝來生產(chǎn)，這樣移動(dòng)版的Jonah處理器的最高功耗可望控制在45W以下，電池模式下的功耗值將低于現(xiàn)有的Dothan。
  與移動(dòng)版Jonah不同，桌面版的Jonah將會(huì)工作在更高的頻率上，并且可支持Hyper-Threading超線程技術(shù)，由此獲得更為強(qiáng)勁的效能，因?yàn)榭梢猿惺芨叩墓?。制造工藝方面，初期版本的桌面版Jonah應(yīng)該仍會(huì)采用90nm工藝，據(jù)透露Intel的桌面版Jonah處理器的最高功耗會(huì)在70W左右，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于現(xiàn)有的Prescott處理器。如果采用65nm制造工藝，Intel還可以繼續(xù)提升桌面版Jonah的工作頻率，甚至考慮將二級(jí)緩存增大至4MB，確保能在性能上擊敗對(duì)手。
  綜合起來說，無論對(duì)筆記本電腦還是桌面PC，Jonah都稱得上是一款極富革新意義的產(chǎn)品?雙Dothan核心獲得幾乎翻倍的效能，EM64T擴(kuò)展功能實(shí)現(xiàn)對(duì)64位x86的支持，與AMD站在同一起跑線上，先進(jìn)工藝讓它具有很低的制造成本，而基于Pentium M的處理器架構(gòu)讓它在能耗方面出類拔萃。毫無疑問，這樣一款夢幻級(jí)產(chǎn)品將扮演Intel未來的殺手角色。在Jonah取得成功之后，Intel還會(huì)針對(duì)當(dāng)前的服務(wù)器處理器Xeon和Itanium推出雙核心，甚至是多核心產(chǎn)品（有八核心Itanium的計(jì)劃），當(dāng)然這是后話，至少也得2006年的事。
  二、AMD雙核心Opteron處理器
   相對(duì)Intel在為桌面雙核心處理器忙里忙外不同的是，AMD最急于推的雙核心處理器是它的最新64位服務(wù)器處理器Opteron。由于抓住了一定的時(shí)間優(yōu)勢，使得AMD在64位服務(wù)器領(lǐng)域處于相當(dāng)領(lǐng)先優(yōu)勢，然而隨著時(shí)間的推移，其競爭對(duì)手Intel也針對(duì)服務(wù)器、桌面PC和筆記本市場推出了多種全方位的64位解決方案，這樣AMD的優(yōu)勢將明顯減弱。為了繼續(xù)延續(xù)優(yōu)勢，這就是AMD首先急于推出服務(wù)器版雙核心Opteron處理器的重要原因之一。總的來說，AMD的步伐要快過Intel公司，日前AMD公司宣布已經(jīng)率先完成了雙核心Opteron處理器的設(shè)計(jì)工作，并且已經(jīng)開始制作工程樣品。預(yù)計(jì)首款雙核心處理器將在明年中期之后露面。
  大家都知道，Opteron可以直接支持多處理器運(yùn)作而不必依賴芯片組，這是因?yàn)镺pteron核心內(nèi)部擁有三個(gè)Hyper Transport總線控制單元，分別用于處理其與北橋芯片、PCI-X控制器和其它處理器的連接。如果是雙路系統(tǒng)，兩枚Opteron可以借助16位、6.4GBps帶寬的Hyper Transport總線直接連接。而如果是四路系統(tǒng)，Opteron就得使用兩條Hyper Transport總線來與相鄰的兩枚處理器連接。問題就變得很明朗了：如果AMD要設(shè)計(jì)集成兩枚Opteron核心的新型處理器，只需將兩個(gè)核心直接集成在一起，通過Hyper Transport總線連接即可，而從邏輯上看，它與現(xiàn)在的雙路系統(tǒng)根本沒有任何差別。這樣，從理論上來說，AMD完全可以在幾個(gè)月的短時(shí)間內(nèi)設(shè)計(jì)出雙核心Opteron產(chǎn)品，技術(shù)實(shí)現(xiàn)的難度遠(yuǎn)小于Intel的Jonah。同樣，Athlon 64/FX也是類似的情況，雖然我們看到它們只有一條Hyper Transport總線與北橋通訊，但另外兩條Hyper Transport仍然存在，只不過被AMD屏蔽罷了，若要開發(fā)雙核心產(chǎn)品，將它們重新開啟便是。
  整合內(nèi)存控制器是AMD平臺(tái)的主要優(yōu)勢之一，這一點(diǎn)在雙核心時(shí)代進(jìn)一步得到體現(xiàn)。理論上說，AMD完全可以在性能上輕松擊敗Jonah。雙核心的Opteron和Athlon 64 FX便可以支持兩個(gè)雙通道DDR2-533（帶寬17GBps，四通道效果），面向中低端的Athlon 64都可以支持兩個(gè)單通道DDR2-533（帶寬8.5GBps，雙通道效果）；相比之下，Jonah最多只能依靠芯片組實(shí)現(xiàn)雙通道DDR2-533，AMD平臺(tái)具有非常明顯的優(yōu)勢。但這僅是機(jī)械地將兩個(gè)Opteron或Athlon 64 FX核心集成在一起的情況，而這樣的話AMD就必須為微處理器增加信號(hào)針腳，改變處理器的物理接口，而兩個(gè)雙通道內(nèi)存系統(tǒng)對(duì)主板布線也提出新的要求，造成開發(fā)成本較高的問題，也帶來了同樣的升級(jí)困難麻煩。為此，AMD暫時(shí)只能決定采用兩個(gè)核心共享一個(gè)內(nèi)存控制器的設(shè)計(jì)，即便如此，它的內(nèi)存系統(tǒng)比Jonah仍然具有優(yōu)勢，因?yàn)檎蟽?nèi)存控制器的做法可以明顯降低內(nèi)存延遲，這一點(diǎn)已經(jīng)被實(shí)無數(shù)事實(shí)證明了。不過隨著時(shí)間的推移，雙核心獨(dú)享內(nèi)存控制器的做法仍不失為一個(gè)非常好的解決方案，相信將來一定會(huì)被AMD用來對(duì)付Intel的有力工具。
  在緩存方面，雙核心Opteron和Athlon 64/FX也都將采用獨(dú)享式緩存設(shè)計(jì)，其中雙核心Opteron、Athlon 64 FX一共擁有2MB緩存，與Jonah持平。據(jù)悉，AMD打算于2005年下半年先期推出使用90納米，SOI工藝制造的雙核心Opteron，隨后才會(huì)推出針對(duì)桌面和移動(dòng)市場的雙核心Athlon 64/FX同Intel的Jonah抗衡，這些產(chǎn)品均由位于紐約州Fishkill的IBM晶圓廠以65納米工藝進(jìn)行生產(chǎn)。
  同樣令A(yù)MD擔(dān)憂的還是功耗問題，盡管目前的Opteron處理器功耗（89W）比起Intel的Prescott（103W以上）功耗低許多，但相對(duì)Intel的Dothan處理器（僅為45W）還要高出近一倍，采用雙Dothan雙核心的Jonah都將面臨功耗問題，AMD的雙Opteron核心更是會(huì)有一定麻煩了。考慮節(jié)能技術(shù)的影響，現(xiàn)在單核心的Opteron處理器平均功耗也在50~60W之間，但如果將這樣的兩個(gè)核心集成，即便AMD成功引入65納米技術(shù)，雙核心產(chǎn)品超過120W的功耗不可避免。而Intel的Jonah雙核心處理器在一些降耗措施下，桌面版的也只有70W的最高功耗。如此懸殊的差距完全可能影響消費(fèi)者的購買取向，所以AMD必須得大力解決這方面的問題。
  通過前面的分析，我們知道，Jonah低功耗是來自于Dothan核心低功耗耗二級(jí)緩存設(shè)計(jì)，雖然Dothan的2MB二級(jí)緩存占據(jù)了接近1億個(gè)晶體管，但在任意時(shí)刻只有1/32處于激活狀態(tài)，其余部分暫時(shí)關(guān)閉幾乎不消耗電能，這樣Dothan實(shí)際上只有運(yùn)算核心部分在消耗電能。相比之下，無論Opteron、Athlon 64/ FX，還是Athlon 64，它們的二級(jí)緩存在任何時(shí)刻都在消耗電能，雖然它們的晶體管規(guī)模少于Dothan，運(yùn)行頻率和它差不多，但最高功耗卻相差極為懸殊，AMD若不盡快改變這種狀況，將會(huì)面臨極其嚴(yán)峻的考驗(yàn)。
  就目前看來，AMD的雙核心產(chǎn)品在功耗上將處于絕對(duì)劣勢，若雙核心Athlon 64/FX達(dá)到“計(jì)劃中”的120W功耗，用戶肯定會(huì)難以接受的。不過，據(jù)來自AMD的最新消息，起跳的1.6GHz頻率版本的雙核心Opteron處理器約為90W，這樣的功耗用戶應(yīng)該還是可以接受的，況且比現(xiàn)時(shí)Prescott 3.2GHz的103W還要少。雖然說比不上Intel的Jonah的70W，但已比預(yù)期的120W要好許多了，而且在一年后說不定AMD可以找到更好的解決方案。
  在升級(jí)性能方面，Intel和AMD都考慮得非常全面，看得非常重。Intel經(jīng)過深思熟慮后決定桌面版Jonah處理器將繼續(xù)采用Prescott的LGA775接口；而AMD方面，聲稱無論是雙核心的Opteron，還是雙核心的Athlon 64/FX，其接口也將保持不變。計(jì)劃在2006年上半年，AMD再次升級(jí)處理器時(shí)將采用全新的接口，新接口處理器型號(hào)為Opteron X66（166、266、866）。
  總的來說，目前Intel和AMD都還不急于推出最后的雙核心處理器，最大的擔(dān)心還是功耗問題，這一點(diǎn)對(duì)于AMD尤其重要。但對(duì)于Intel來說，在技術(shù)方面的難度會(huì)比AMD更大些，一方面要擴(kuò)展原有Dothan處理器的雙核心總線，另一方面還要擴(kuò)展對(duì)64位程序的支持，當(dāng)然對(duì)功耗方面也不是可以坐視不理的。最終哪家的方案更好，相信明年的這個(gè)時(shí)候一定會(huì)有答案的，這是Intel和AMD最直接、最實(shí)實(shí)在在的技術(shù)較量！
  

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