多核CPU技术的发展与关键技术分析

1、多核CPU技术的发展与关键技术分析模块简介Contents单核过渡多核多核CPU分类多核CPU技术多核CPU和多个CPU区别单核过渡多核 多核化趋势正在改变IT计算的面貌。跟传统的单核CPU相比，多核CPU带来了更强的并行处理能力、更高的计算密度和更低的时钟频率，并大大减少了散热和功耗。目前，在几大主要芯片厂商的产品线中，双核、四核甚至八核CPU已经占据了主要地位。 概述 从单核到多核 计算机上不断涌现的新兴使用模式让最终用户对处理器的处理能力即性能提出了更高的要求，并且对性能每年提高的幅度还在不断加速，而多核技术是目前行之有效的方法。多核出现的必然性 在一个芯片上建造多个CPU内核，而不是建

2、造单个巨大的CPU。这样就可以在较小的能耗下，让多个CPU共同工作，提高整体性能。摩尔定律告诉我们芯片上的晶体管会以指数增长，我们就能在一个芯片上建造越来越多的功能强大的CPU内核，从而继续提高电脑的性能。多核CPU分类1 原生多核 原生多核指的是真正意义上的多核，最早由AMD提出，每个核心之间都是完全独立的，都拥有自己的前端总线，不会造成冲突，即使在高负载状况下，每个核心都能保证自己的性能不受太大的影响，通俗的说，原生多核的抗压能力强，但是需要先进的工艺，每扩展一个核心都需要很多的研发时间。 2 封装多核 封装多核是只把多个核心直接封装在一起，比如Intel早期的PD双核系列，就是把两个单核

3、直接封装在一起。但两核心只能共同拥有一条前端总线，在两个核心满载时，两个核心会争抢前端总线，导致性能大幅度下降。要提高封装多核的性能，在多任务的高压下尽量减少性能损失，只能不断的扩大前端总线的总体大小，来弥补多核心争抢资源带来的性能损失。多核CPU技术 技术简介 多核处理器是指在一枚处理器中集成两个或多个完整的计算引擎(内核)。多核技术的开发源于工程师们认识到，仅仅提高单核芯片的速度会产生过多热量且无法带来相应的性能改善，先前的处理器产品就是如此。他们认识到，在先前产品中以那种速率，处理器产生的热量很快会超过太阳表面。即便是没有热量问题，其性价比也令人难以接受，速度稍快的处理器价格要高很多。

4、目前虽然单一的单线程程序无法体现出多核处理器的优势，但是多核处理器依然为程序设计者提供了一个很好的平台，使得他们可以通过对原有的单线程序进行并行设计优化，以实现更好的程序运行效果。 技术优势 要想让多核完全发挥效力，需要硬件业和软件业更多革命性的更新。其中，可编程性是多核处理器面临的最大问题。一旦核心多过八个，就需要执行程序能够并行处理。尽管在并行计算上，人类已经探索了超过40年，但编写、调试、优化并行处理程序的能力还非常弱。技术瓶颈 多核CPU就是基板上集成有多个单核CPU，早期PD双核需要北桥来控制分配任务，核心之间存在抢二级缓存的情况，后期酷睿自己集成了任务分配系统，再搭配操作系统就能真

5、正同时开工，2个核心同时处理2“份”任务，速度快了，万一1个核心死机，起码另一个还可以继续处理关机、关闭软件等任务。 技术原理 多核处理器代表了计算技术的一次创新。由于数字数据和互联网的全球化，商业和消费者开始要求多核处理器带来性能改进，这个重要创新就开始了；因为多核处理器比单核处理器具有性能和效率优势，多核处理器将会成为被广泛采用的计算模型。 技术意义 单芯片多处理器(CMP)与同时多线程处理器(SimultaneousMultithreading，SMT)，这两种体系结构可以充分利用这些应用的指令级并行性和线程级并行性，从而显著提高了这些应用的性能。技术种类 云计算的基本原理是通过使计算分

6、布在大量的分布式计算机上，而非本地计算机或远程服务器中，企业数据中心的运行将更与互联网相似。这使得企业能够将资源切换到需要的应用上，根据需求访问计算机和存储系统。 云计算 框计算 框计算为用户提供基于互联网的一站式服务，是种交互模式，用户只要在框中输入服务需求，系统就能明确识别这种需求，并将该需求分配给最优的应用或内容资源提供商处理，最终返回给用户相匹配的结果。多核 CPU 和多个 CPU 区别 多个CPU则由于总线带宽等原因，最终形成分布式系统（当然，其实多核从内部看也是分布式结构的，但从外部看就可以简单认为是单个处理器了）。 如果我们选择多个单核CPU，那么每一个CPU都需要有较为独立的电

7、路支持。假如在这样的架构上，要跑一个多线程的程序，不考虑超线程，那么每一个线程就要跑在一个独立的CPU上，线程间的所有协作都要走总线，而共享的数据更是有可能要在好几个Cache里同时存在。这样的话，总线开销相比较而言是很大的。 多核可以通过软件封装让普通用户看成一个处理器，这样原来在单机上跑的程序设计基本不用更改就能获得不错的性能，最初的目的是提升普通PC计算能力的同时不增加原有程序的复杂性。 如果我们选择多核单CPU，那么我们只需要一套芯片组，一套存储，多核之间通过芯片内部总线进行通信，共享使用内存。在这样的架构上，如果我们跑一个多线程的程序，那么线程间通信将比上一种情形更快。如果最终实现出来，对板上空间的占用较小，布局布线的压力也较小。结语 双核和多核的出现和应用是必然的，双核和多核也是符合市场需要的，处理器生产厂商也同时大力推广双核和多核处理器，从目前发展形势上看，双核和多核处理器已经显露出自己无可比拟的优势，也得到了用户的广泛信任和选购。 但是，多核处理器的推广还受到一定程度的限制，如一些桌面应用尚不支持多线程、应用开发工具不成熟等。随