文档介绍：主流双核微处理器技术分析及性能对比
陈丰李宏量孙瑜杰
2006-06-26
计算机体系结构课程论文课堂报告
引言-背景
一直以来,处理器的频率就像夜空中最耀眼的星星,,频率对于处理器来说简直就是性能的唯一标尺.
长久以来CPU在摩尔定律指引下保持高速发展:CPU速度每18个月提高一倍,而价格下降为原来的二分之一.
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频率提高遭遇瓶颈
当处理器的频率进入了“G”时代后,频率对于处理器综合性能的影响力开始减弱。
AMD的低频产品同样可以拥有其标称值(PR)性能,Intel用于迅驰平台的低频移动处理器也能够轻松击败其自家的高频产品。
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产生问题
在现有工艺下,普通单核心处理器的频率难于提升,性能没有质的飞跃,反而在功耗散热、良品率以及成本的控制上给厂商带来了众多难题。
由于频率难于提升,;而AMD在实际频率超过2GHz以后也无法大幅度提升,3GHz成为了AMD无法逾越的一道坎。
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CPU的高功耗和高发热
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CPU功耗发展图
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新技术引入-双/多核心处理器
所谓双核心处理器,简单地说就是在一块CPU基板上集成两个处理器核心,并通过并行总线将各处理器核心连接起来。
双核心并不是一个新概念,而只是CMP(Chip Multi Processors,单芯片多处理器)中最基本、最简单、最容易实现的一种类型。
其实在RISC处理器领域,双核心甚至多核心都早已经实现,但此时双核心处理器架构还都是在高端的RISC领域. 直到前不久Intel和AMD相继推出自己的双核心处理器,双核心才真正走入了主流的X86领域。
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与HT(超线程)技术对比
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Intel向厂商提供的资料中,Intel把双核心原理形象的比喻为一名厨师。一位厨师在同一时间只能做出一道美味的菜肴,因此客人点的下一道菜必需等上一道菜完成后才可以继续。虽然我们可以进行多项任务,但实际上每一个线程只能处理一个工作.
Intel把它比喻作原始人只懂起一个炉头做饭。
而Intel的Hyper-Threading就好比一个厨师用两手同一时间熟两个食物,虽然效率会比单线称处理好些,但还是有很多限制。
而双核心就好比两个厨师分开煮两个食物,效率当然比Hyper-Threading更佳,另外Intel的双核心还会拥有Hyper-Threading技术,即代表两个厨师两只手,同一时间可以运作四个线程。
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技术剖析-Intel篇
Intel目前的桌面平台双核心处理器代号为Smithfield,基本上可以简单看作是把两个Pentium 4所采用的Prescott核心整合在同一个处理器内部,两个核心共享前端总线,每个核心都拥有独立的1MB二级缓存,两个核心加起来一共拥有2MB。
由于处理器中的两个内核都拥有独立的缓存,因此必须保证每个物理内核的缓存信息必须保持一致,否则就会出现运算错误。
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