主流雙核微處理器技術(shù)分析及性能對(duì)比

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1、主流雙核微處理器技術(shù)分析及性能對(duì)比陳豐李宏量孫瑜杰摘要：臺(tái)式機(jī)CPU技術(shù)發(fā)展到今天，雙核心乃至多核心技術(shù)已經(jīng)取代單純的高頻率大cache，成為處理器生產(chǎn)廠家用來吸引消費(fèi)者眼球的全新殺手锏．本文對(duì)當(dāng)前主流的臺(tái)式機(jī)雙核CPU所采用的技術(shù)架構(gòu)進(jìn)行全面的分析，力求對(duì)雙核技術(shù)有一個(gè)清晰的詮釋，并對(duì)市場(chǎng)上的雙核處理器與傳統(tǒng)單核處理器的性能進(jìn)行對(duì)比．雙核心處理器到底是怎么回事？其相對(duì)于單核心處理器又有什么優(yōu)勢(shì)？雙核心處理器能帶來多大的性能提升呢？多核技術(shù)究竟是革命性的創(chuàng)新還是華而不實(shí)的噱頭，本文將進(jìn)行探討．一、引言　一直以來，處理器的頻率就像夜空中最耀眼的星星，吸引著人們的目光。在90年代，頻率對(duì)于處理器來

2、說簡(jiǎn)直就是性能的唯一標(biāo)尺，摩爾定律也讓處理器每一次頻率的攀升得到了人們眾多的喝彩。但是當(dāng)處理器的頻率進(jìn)入了“G”時(shí)代后，頻率對(duì)于處理器綜合性能的影響力開始減弱。這點(diǎn)從近兩年來處理器產(chǎn)品綜合性能的比拼中就可以看出來。例如AMD的低頻產(chǎn)品同樣可以擁有其標(biāo)稱值性能，Intel用于迅馳平臺(tái)的低頻移動(dòng)處理器也能夠輕松擊敗其自家的高頻產(chǎn)品。Intel和AMD之所以推出雙核心處理器，最重要的原因是原有的普通單核心處理器的頻率難于提升，性能沒有質(zhì)的飛躍,頻率的攀升非但沒能引起人們以往對(duì)于處理器頻率的高度熱情，反而在功耗散熱、良品率以及成本的控制上給廠商帶來了眾多難題。。由于頻率難于提升，Intel在發(fā)布3.8

3、GHz的產(chǎn)品以后只得宣布停止4GHz的產(chǎn)品計(jì)劃；而AMD在實(shí)際頻率超過2GHz以后也無法大幅度提升，3GHz成為了AMD無法逾越的一道坎。過高的發(fā)熱量除了為夸張的散熱器開拓市場(chǎng)外，并不受到消費(fèi)者的普遍認(rèn)可。處理器的高性能不應(yīng)該以高功耗作為代價(jià)，至少，這樣的高性能解決方案“勝之不武”?！　〉菤v史的腳步總是在前進(jìn)的，技術(shù)進(jìn)步、產(chǎn)品改造一天也不會(huì)停息。正是在這種情況下，為了尋找新的賣點(diǎn)，Intel和AMD都不約而同地祭起了雙核心這面大旗。在高頻產(chǎn)品有“吃力不討好”嫌疑的情況下，雙核/多核技術(shù)似乎是目前提升處理器性能的另一種解決方案。在這一點(diǎn)上，AMD與Intel的看法是不謀而合的。這對(duì)在市場(chǎng)上惡斗

4、了多年的老朋友對(duì)雙核處理器的市場(chǎng)真可謂是“高度重視”，雙方對(duì)雙核產(chǎn)品的發(fā)布日期都是一改再改。老大哥Intel或許真的意識(shí)到了“首發(fā)”的魅力（想當(dāng)年AMD首發(fā)桌面64位處理器的情景，確是贏得了不少的鮮花與掌聲），果斷地作出了提前發(fā)布其雙核產(chǎn)品的決定．２００５年4月18日，INTEL公司舉行了雙核心處理器發(fā)布會(huì)．AMD公司也于當(dāng)月晚些時(shí)候發(fā)布了其雙核心微處理器產(chǎn)品和INTEL公司抗衡爭(zhēng)奪市場(chǎng)．本文第二部分介紹PC機(jī)處理器發(fā)展的簡(jiǎn)要?dú)v史,雙核心處理器出現(xiàn)的背景及雙核心與HT超線程技術(shù)的對(duì)比.第三部分論述雙核心技術(shù)的細(xì)節(jié)和架構(gòu)．第四部分通過對(duì)比主流雙核處理器和單核處理器性能,闡述雙核技術(shù)的優(yōu)勢(shì)和雙核心

5、處理器能帶來的性能提升．一、對(duì)相關(guān)問題及技術(shù)的介紹2.1個(gè)人計(jì)算機(jī)CPU發(fā)展簡(jiǎn)介個(gè)人計(jì)算機(jī)的發(fā)展在最近20年幾乎是是以令人炫目的高速度進(jìn)行的．僅僅看離我們最近的一段時(shí)間，20世紀(jì)末21世紀(jì)初的這15年左右，．從1990年開始，電腦的發(fā)展可以說是一日千里，尤其是電腦的核心部件----中央處理器在莫爾定律的規(guī)則下發(fā)展高速，可以說是一個(gè)奇跡。15年前你有沒有想過在線播放流媒體，實(shí)時(shí)的視頻交流，絢麗的3D游戲，緊張刺激的電子競(jìng)技，同時(shí)運(yùn)行多個(gè)大型軟件？這在當(dāng)時(shí)幾乎是天方夜譚的事情，在如今都變成了現(xiàn)實(shí)。Intel的第一款CPU----4004，大約生產(chǎn)于1971年，集成2300個(gè)晶體管，工作電壓12v，

6、具有640字節(jié)的內(nèi)存尋址能力。由于發(fā)熱量極低，工作時(shí)根本不需要散熱器從1993年至今，CPU的頻率提升了多少？1993年，Pentium60的主頻為60MHz，而現(xiàn)在的Pentium4670的主頻達(dá)到了3800MHz，整整提升了63倍。內(nèi)存的容量也是，如今隨便找一個(gè)入門級(jí)的電腦，其內(nèi)存的容量都要超過當(dāng)年電腦硬盤的容量。從CPU到內(nèi)存，頻率升高了，容量變大了，但是整機(jī)的性能有多大的提升？給大家舉一個(gè)例子，1993年的時(shí)候，想要把一張CD壓縮成MP3格式需要5個(gè)小時(shí)的時(shí)間，而如今只需要5分鐘還有什么能說明CPU的發(fā)展速度呢？再給大家舉一個(gè)例子，Intel于1971年生產(chǎn)的4004僅僅集成2300個(gè)

7、晶體管，而現(xiàn)在的PentiumExtremeEdition840集成了2．3億個(gè)晶體管，晶體管的數(shù)量整整增長(zhǎng)了10萬倍。工作電壓也由最一開始的12v一路直線下降到1．2v左右。2.2單核心處理器的功耗和發(fā)熱量?jī)纱髥栴}自戈登·摩爾在1965年提出每隔18～24個(gè)月單位面積的晶體管數(shù)量倍增的摩爾定律之后，每一次的處理器研發(fā)，都憑借著每?jī)伞暌淮蔚闹瞥烫嵘?，得以在一定的晶圓面積下，用更多的晶體管來設(shè)計(jì)