引入雙核心的架構(gòu)也將可以全面增加處理器的功能性。雙處理器架構(gòu)的引入和微軟下一代Longhorn操作系統(tǒng)將在很大程度上促進(jìn)虛擬技術(shù)的發(fā)展。這些技術(shù)在20006-2007年將成為下一代計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的主要特征。目前廠商們已經(jīng)推出了異曲同工的虛擬化技術(shù)，如英特爾的Vanderpool（面向個(gè)人電腦）、Silvervale（面向服務(wù)器）技術(shù)和AMD Pacifica技術(shù)。
  
    虛擬化技術(shù)可以讓一臺(tái)物理計(jì)算機(jī)虛擬出若干個(gè)虛擬的系統(tǒng)，這些虛擬系統(tǒng)能使用同樣的PC資源獨(dú)立工作。換句話說(shuō)，這些技術(shù)應(yīng)該允許用戶在他們的PC上使用超過(guò)一個(gè)操作系統(tǒng)，以便每個(gè)操作系統(tǒng)解決特定的運(yùn)算任務(wù)。比如，一個(gè)虛擬系統(tǒng)能夠掃描病毒，另外的虛擬系統(tǒng)則可以執(zhí)行應(yīng)用程序，文字處理或者玩游戲。
  
    軟件環(huán)境：準(zhǔn)備好了嗎？
  
    目前，大多數(shù)操作系統(tǒng)已經(jīng)支持并行處理，因此引入第二個(gè)處理器可以顯著增加系統(tǒng)的性能，而且由于英特爾處理器支持Hyper-Threading技術(shù)也極大刺激了支持平行處理的應(yīng)用軟件的需求量，目前大多數(shù)新的或即將發(fā)布的應(yīng)用軟件都對(duì)此類技術(shù)提供了支持。因此，目前整個(gè)軟件市場(chǎng)其實(shí)已經(jīng)為多核心處理器架構(gòu)提供了充分的準(zhǔn)備。與以往不同，軟件兼容性將不會(huì)成為雙核處理器的重要問(wèn)題，Windows XP都Windows Server 2003能將工作分配給兩個(gè)處理器，有很多服務(wù)器應(yīng)用程序也具有這種功能。
  
    二、英特爾與AMD的雙核計(jì)劃
  
    英特爾和AMD在雙核路線上有著不同的發(fā)展計(jì)劃。AMD率先在服務(wù)器和工作站領(lǐng)域引入雙核架構(gòu)，而英特爾則是率先在臺(tái)式機(jī)領(lǐng)域引入雙核技術(shù)，所以AMD將在服務(wù)器和工作站領(lǐng)域領(lǐng)先英特爾達(dá)半年之久。
  
  （一）AMD：拿服務(wù)器系統(tǒng)開(kāi)刀
  
    AMD是第一個(gè)公布具體雙核心處理器架構(gòu)并最先提供具有實(shí)用性原型系統(tǒng)的處理器開(kāi)發(fā)者和制造商。將于2005年第二季度發(fā)布的針對(duì)服務(wù)器和工作站的AMD Opteron是全球第一款量產(chǎn)化的雙核處理器。
  
    雙核Opteron處理器
  
    Opteron雙核處理器的兩個(gè)核心將各自擁到完全獨(dú)立的執(zhí)行單元及L2緩存，但僅配備一個(gè)內(nèi)存控制器，同時(shí)和兩個(gè)核心一起協(xié)同工作，實(shí)現(xiàn)資源共享。Opteron雙核處理器采用90nm制程和SOI及“Dual Stress Liner”應(yīng)變硅技術(shù)；兼容Socket 940系統(tǒng)，L2緩存達(dá)到2MB（每個(gè)核心獨(dú)享1MB）；擁有2.05億個(gè)晶體管（目前的Opteron處理器擁有1.06億個(gè)晶體管），架構(gòu)將比目前的單核心處理器架構(gòu)要復(fù)雜93-94%；預(yù)計(jì)首款雙核心Opteron的工作頻率為1.6GHz；雙核AMD64架構(gòu)與目前的AMD64架構(gòu)相比沒(méi)有任何改變，仍將使用1GHz HyperTransport總線與芯片組連接及支持雙通道DDR內(nèi)存技術(shù)；兼容目前支持單核Athlon 64和Opteron處理器的芯片組，所以升級(jí)最新BIOS就能使目前所有K8平臺(tái)支持新的雙內(nèi)核處理器，從而大大降低應(yīng)用和升級(jí)成本；最大功耗將低于95W，能在目前為Athlon 64和Opteron處理器制定的散熱系統(tǒng)下正常工作；雙核Opteron也引入了一些創(chuàng)新技術(shù)，包括支持10條新SSE3指令，擁有4路聯(lián)合緩沖區(qū)而不是目前的2路，并引入了節(jié)能技術(shù)。
  
  （二）英特爾：從臺(tái)式PC下手！
  
    在改用90nm生產(chǎn)技術(shù)后，盡管顯著增加了執(zhí)行管線的長(zhǎng)度，但功耗太高、電泄漏問(wèn)題的加劇等等成為處理器頻率提升的障礙，使得基于Prescott核心的處理器在高頻率下不能很好地工作。這使得英特爾在提升處理器性能方面，開(kāi)始由一味地提升工作頻率轉(zhuǎn)向引入雙核架構(gòu)。另外，英特爾今年開(kāi)始集中精力增加處理器產(chǎn)品的功能而非性能，以促使雙核架構(gòu)帶來(lái)的支持虛擬化技術(shù)成為下一代計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的基礎(chǔ)。英特爾因此甚至放棄策劃已久Tejas系列發(fā)展計(jì)劃。

    英特爾根據(jù)不同市場(chǎng)需要制定了不同的代號(hào)為“Napoleon”的雙核處理器發(fā)展計(jì)劃。預(yù)計(jì)到2006年，70％的多功能桌面型與移動(dòng)處理器，85％的服務(wù)器處理器，都將是多內(nèi)核芯片，同期間的轉(zhuǎn)換還有65納米結(jié)構(gòu)。不同系統(tǒng)的雙核處理器的推出時(shí)間如下表所示：
  
    英特爾將在2006年初推出第一個(gè)雙核心Xeon處理器，研發(fā)代號(hào)為“Dempsey”和“Paxville”。其中Dempsey針對(duì)雙處理器系列，Paxville則針對(duì)多對(duì)稱處理系統(tǒng)。雙核心Xeon處理器和Smithfield之間的主要差別是雙核心Xeon支持Hyper-Threading技術(shù)，能同時(shí)執(zhí)行4線程的運(yùn)算任務(wù)。為了支持Dempsey和Paxville，英特爾將在2006年初發(fā)布Blackford和Greencreek兩款芯片組。這兩款芯片組的最大特點(diǎn)是充分支持Buffered DIMM、FB-DIMM內(nèi)存及新雙獨(dú)立總線，它采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的拓?fù)浼軜?gòu)，可以讓每個(gè)物理內(nèi)核直接與北橋芯片相連接。這項(xiàng)革新將能顯著增加英特爾多處理器系統(tǒng)的性能，而此前英特爾多處理系統(tǒng)的所有處理器往往需要共享一條總線。
  
    2005年英特爾將為Itanium家族帶來(lái)研發(fā)代號(hào)為Montecito的雙核心Itanium處理器。Montecito擁有兩個(gè)Itanium 物理內(nèi)核，由整合的arbiter仲裁裝置管理、協(xié)調(diào)工作及擁有更大容量的L3緩存。象Smithfield處理器一樣，Montecito的緩存也被平均分配到2個(gè)物理核心之間。Montecito處理器擁有24MB L3緩存(每個(gè)物理核獨(dú)立擁有12Mb)及2組 L2緩存記憶：其中1MB為指令緩存(由兩物理核心共享和512 KB數(shù)據(jù)緩存，其中各核心獨(dú)立擁有256KB數(shù)據(jù)緩存)。因此，一個(gè)雙核心Itanium 2處理器所擁有緩存容量將達(dá)到26.5MB，而核心將由17.2億個(gè)晶體管組成。
  
    第一款Montecito處理器將采用90nm生產(chǎn)技術(shù)生產(chǎn)，核心尺寸將達(dá)到驚人的580平方毫米。Montecito處理器的初始頻率將為1.7GHz。功耗將控制到100W范圍內(nèi)。由于Montecito中的2個(gè)核心之間支持分割運(yùn)算處理，因此Montecito將支持與Hyper-Threading相類似的Coarse-Grained Multi-Threading技術(shù)。每個(gè)核心在操作系統(tǒng)中被視為兩個(gè)邏輯處理器，所以每顆Montecito將被視同四個(gè)處理器，Montecito的性能將是目前Itanium 2 9M的1.5-2倍，但增加了2%的核心面積。而且Montecito處理器將也支持Pellston技術(shù)(此技術(shù)可以提高緩存運(yùn)行的可靠性，可以隨時(shí)驗(yàn)證cache-line內(nèi)的數(shù)據(jù)，如果發(fā)生錯(cuò)誤，處理器將有能力停用有問(wèn)題的緩存線程)和Foxton技術(shù)(一種處理器控溫技術(shù)，可以通過(guò)降低處理器的效能來(lái)降低溫度)。
  
    在2006年，雙核心Montecito處理器的產(chǎn)品線將有所延伸。英特爾將針對(duì)雙處理器系統(tǒng)對(duì)Montecito進(jìn)行改良，推出電壓更低的Millington處理器。然后Montecito和Millington將會(huì)改用65nm生產(chǎn)技術(shù)，并且統(tǒng)一改用“Montvale”研發(fā)代號(hào)。
  
    Intel放棄追逐主頻，雙核芯片吻別“頻率游戲”
  
    數(shù)十年來(lái)，在摩爾定律的指引下，英特爾一次又一次地用主頻數(shù)字成就了自身的霸主地位，使主頻概念在消費(fèi)者中根深蒂固，“頻率決定一起”。然而，主頻的不斷提升，散熱問(wèn)題卻日漸成為不可逾越的技術(shù)壁壘，而主頻的提升，相應(yīng)的綜合性能卻提升不大，無(wú)法滿足用戶更多的應(yīng)用需求。隨著幾年來(lái)CPU技術(shù)的不斷發(fā)展，主頻已不再是決定CPU性能的唯一要素，根據(jù)用戶當(dāng)今的實(shí)際需要，CPU更多其它的綜合特性才是關(guān)鍵。
  
    Intel將放棄使用頻率標(biāo)稱處理器的方法，而改用PR值標(biāo)稱。最近新的命名規(guī)則已經(jīng)曝光，看起來(lái)與AMD的Opteron系列相似，采用三位數(shù)字區(qū)別處理器的性能，繼AMD之后，Intel也將放棄頻率標(biāo)稱。
  
    三、AMD雙核優(yōu)勢(shì)
  
  （一）Opetron雙核兼容現(xiàn)有平臺(tái)，輕松升級(jí)“雙核”應(yīng)用
  
    AMD雙核Opteron處理器依舊采用Socket940封裝，兼容于單核心Opteron處理器，現(xiàn)有的Opteron主機(jī)板只需要對(duì)BIOS和一些細(xì)小的地方更改就可以正常運(yùn)行雙核心Opteron處理器。目前，曙光、惠普、IBM 、Sun等國(guó)內(nèi)外服務(wù)器廠商都已相繼宣布采用AMD的雙核Opteron處理器。用戶只需拔掉主板上原來(lái)的單核CPU，換成新的雙核處理器，然后簡(jiǎn)單升級(jí)一下最新的BIOS，服務(wù)器就能輕輕松松地1路變2路，2路變4路，4路變8路……  
  
    
  
  （二）Opetron與Xeon雙核相繼發(fā)布，前后相差半年之久
  
    AMD將于2005年中期推出其第一款雙核Opetron處理器，三種雙核Opteron的代碼名為Egypt、Italy和Denmark。針對(duì)臺(tái)式機(jī)市場(chǎng)的雙核Athlon 64芯片也將于2005年下半年推出。英特爾則將于2005年推出代號(hào)為Montecito的雙核版Itanium安騰處理器，而代號(hào)為T(mén)ulsa的雙核版的Xeon處理器則于2006年第一季度問(wèn)世。
  
    （三）AMD 雙核版Opetorn性能提升30%-50%
  
    雙核心處理器架構(gòu)，可以在不提升處理器工作頻率的情況下，達(dá)到雙倍性能，而且由于雙核心每個(gè)核心的功耗都已經(jīng)降低，因此雙核心處理器功耗并不會(huì)很大，同樣大小的體積下雙核Opteron的放熱量與現(xiàn)有的單核芯片大同小異。

    從相關(guān)的測(cè)試數(shù)據(jù)來(lái)看，盡管雙核心處理器的工作頻率比單核處理器低了600MHz?1000MHz，但它們?cè)谥С侄嗑€程應(yīng)用程序中的性能仍相當(dāng)搶眼。
  
    比如在SPECint2000基準(zhǔn)測(cè)試中，盡管單核處理器的工作頻率比雙核處理器高了1GHz，基于雙核心處理器系統(tǒng)的性能比基于單核處理器的系統(tǒng)快了45%。如果頻率差距縮小到600MHz，那么在雙核心和單核心系統(tǒng)之間性能差距將拉大到55-60%。
  
    在SPECfp2000基準(zhǔn)測(cè)試中，盡管單核處理器的工作頻率比雙核處理器高了1GHz，基于雙核心處理器系統(tǒng)的性能比基于單核處理器的系統(tǒng)快了25-30%。如果頻率差距縮小到600MHz，那么在雙核心和單核心系統(tǒng)之間性能差距將拉大到35-40%。因此，高時(shí)鐘頻率并不是雙核心Opteron處理器系統(tǒng)的必備之物。

多易