两个核心指什么

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。CMP最早是由美国斯坦福大学提出的，其思想是在一块芯片内实现SMP(Symmetrical Multi-Processing，对称多处理)架构，且并行执行不同的进程。早在上个世纪末，惠普和IBM就已经提出双核处理器的可行性设计。IBM 在2001年就推出了基于双核心的POWER4处理器，随后是Sun和惠普公司，都先后推出了基于双核架构的UltraSPARC以及PA-RISC芯片，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

无疑，CPU巨头Intel和AMD双核心处理器方面的激烈竞争是本年度的最大亮点。之所以推出双核心处理器，最重要的原因是原有的普通单核心处理器的频率难于提升，Intel止步于4GHz产品计划前，AMD也在实际频率3GHz面前步履维艰，对称多处理器架构衍生出来的多核心处理器成了摆在桌面上的最好方案。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。CMP最早是由美国斯坦福大学提出的，其思想是在一块芯片内实现SMP(Symmetrical Multi-Processing，对称多处理)架构，且并行执行不同的进程。早在上个世纪末，惠普和IBM就已经提出双核处理器的可行性设计。IBM 在2001年就推出了基于双核心的POWER4处理器，随后是Sun和惠普公司，都先后推出了基于双核架构的UltraSPARC以及PA-RISC芯片，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。IntelIntel第一代桌面平台双核心处理器代号为Smithfield，我们可以把其理解为两个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。和超线程Hyper-Threading比较，物理双核心无疑占有性能上的优势。超线程是同时多线程技术(SMT)的一种，这种技术可经由复制处理器上的结构状态，让同一个处理器上的多个线程同步执行并共享处理器的执行资源。以上图形说明超线程与传统多重处理器的差异性。上边的组态则表示配有超线程技术的处理器，处理器上的结构状态都被复制，但他们仍共同使用一组执行资源。下边的组态显示具有两个实体核心的双核处理器系统。每个处理器都有其各自独立的执行资源及结构状态，超线程单处理器相比，有双倍的执行资源，较为繁重的多线程执行能力将会得到有效改善。但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。这样一个过程就是缓存数据的一致性，也就是说双核心处理器需要“仲裁器”来作协调。针对这个问题，Intel将这个协调工作交给了MCH：两个核心需要同步更新处理器内缓存的数据时，需要通过前端总线再通过MCH作更新。Smithfield核心的Intel双核心处理器包括Pentium D 820(8GHz)、830(0GHz)、840(2GHz)和Pentium Extreme Edition 840(2GHz)，它们采用800MHz FSB，均使用90nm工艺制造Pentium D和Pentium EE的区别是是否支持超线程技术，Pentium EE能够在打开超线程技术的情况下被操作系统识别为四颗逻辑处理器。在年度的最后一个月左右，Intel开始供货其第二代双核心处理器，其核心代号为Presler，是两个低功耗核心Cedar Mill的组合，使用65nm工艺制造，总体功耗/发热大幅度降低。不过Presler仍旧使用MCH来协调两个核心的工作，也就是说现有的主板可以使用它们。Presler核心处理器被命名为Pentium D 9xx系列，它们是Pentium D 920(8GHz)、930(0GHz)、940(2GHz)、950(4GHz)，额外还有一款1066MHz FSB的Pentium Extreme Edition 955（46GHz），根据目前的测试，Presler的效率高过同频率Smithfield，并且具有极强的超频性能！AMDAMD目前的桌面平台双核心处理器代号为Toledo和Manchester，基本上可以简单看作是把两个Athlon 64所采用的Venice核心整合在同一个处理器内部，每个核心都拥有独立的512KB或1MB二级缓存，两个核心共享Hyper Transport，从架构上来说相对于目前的Athlon 64架构并没有任何改变。但与Intel的双核心处理器不同的是，由于AMD的Athlon 64处理器内部整和了内存控制器，而且在当初Athlon 64设计时就为双核心做了考虑，但是仍然需要仲裁器来保证其缓存数据的一致性。AMD在此采用了SRQ(System Request Queue，系统请求队列)技术，在工作的时候每一个核心都将其请求放在SRQ中，当获得资源之后请求将会被送往相应的执行核心，所以其缓存数据的一致性不需要通过北桥芯片，直接在处理器内部就可以完成。与Intel的双核心处理器相比，其优点是缓存数据延迟得以大大降低。AMD双核心处理器是Athlon64 X2，其型号按照PR值分为3800+至4800+等几种，同样采用09微米制程，Socket 939接口，支持1GHz的Hyper Transport，当然也都支持双通道DDR内存技术。由于AMD双核心处理器的仲裁器是在CPU内部而不是在北桥芯片上，所以在主板芯片组的选择上要比Intel双核心处理器要宽松得多，甚至可以说与主板芯片组无关。理论上来说，任何Socket 939的主板通过更新BIOS都可以支持Athlon 64 X2。对普通消费者而言，这样可以保护已有的投资，而不必象Intel双核心处理器那样需要同时升级主板。在前面对Intel和AMD两家的双核心处理器的简介中可以看出，二者的双核心处理器其实非常相似，都是利用现有的处理器核心整合而成，每个核心都具有独立的二级缓存，都需要通过仲裁器来保证缓存数据的一致性；都共享前端总线(或Hyper Transport)。二者唯一的区别就是Intel双核心处理器的仲裁器位于北桥芯片，而AMD双核心处理器的仲裁器则位于处理器内部，相对来说，AMD双核心处理器由于缓存延迟要比Intel双核心处理器低，其架构要比Intel的合理一些。双核心处理器最理想的架构当然是两个核心共享二级缓存(多核心处理器仍然是这样)，不过这显然需要重新设计处理器核心，而且其技术难度要比现在所采用的简单的两个物理核心叠加要复杂得多，不过无论是Intel还是AMD以后都会向这方面发展。对普通用户而言，只要日常应用的程序仍然是单线程的话，双核心处理器实际上没有任何意义，反而还增大了购买成本。除非经常执行大运算量的多任务处理，例如在游戏的同时进行音视频处理等等，这时双核心处理器才能真正发挥作用。目前最适合双核心处理器发挥威力的平台是服务器和工作站，这是因为其经常进行多任务处理，而且日常运行的大量程序都是多线程程序，例如图形工作站所使用的Adobe Photoshop和3D MAX等都是多线程程序。一般来说，在执行多任务处理和多线程程序时，双核心处理器要比同频率的单核心处理器的性能要高大约50%-70%，甚至在某些应用下性能几乎能提升100%。当然，随着双核心处理器的强势推出和逐渐普及，日后支持多线程的普通应用程序也会逐渐增多，对普通用户而言那时双核心处理器才会真正发挥作用。