什么是CPU芯片双核技术？

添加时间:2008-01-18 原文发表:2008-01-18 人气:81

　　采用一种比较容易被大家接受的说法，双核处理器就是基于单个半导体的一个处理器上拥有两个一样功能的处理器核心，但是，这种说法很难在本质上解释双核心诞生的的原因，如果要追究双核的起源，还得从一些物理和电子的基础知识谈起。

　　一、高频CPU的功耗和发热量是关键

　　现在的芯片都是在单晶硅大圆片上制成的，加上现生产工艺技术水平难免的，会给硅晶体带来缺陷。现在半导体进入90纳米以下的工艺，缺陷和杂质带来的影响就更为普遍，晶体管的尺寸已经和某些缺陷或杂质的尺寸在一个量级，甚至晶体管尺寸更小。

　　一般来说，非致命的缺陷会造成电路性能下降，为弥补缺陷带来的损失，就需要给电路更高的电压和更大的电流，许多缺陷在降低晶体管性能的同时还会增加晶体管的功耗，以前CMOS数字电路的主要功耗是工作时的动态功耗，但到了90nm工艺以后，情况发生了很大变化，许多原来基本可以忽略不计的功耗因素现在都占据了较大的比重，例如电路互连损耗，泄漏损耗。其中，泄漏损耗的影响急剧增加。

　　这就是为什么采用0.09微米工艺之后，各种处理器的发热量和功耗还是一路呈攀升趋势的原因，高频的 Prescott处理器功耗将近100W，要知道，一个可以把焊锡快速融化的电烙铁也不过50W左右，因此，高功耗和吓人的发热量成为CPU继续向高频挺进的一大障碍，当时就有很多人预言，4GHz的处理器诞生之后，大家将可以通过CPU散热片来煮鸡蛋。

　　二、双核技术背景

　　双核处理器是指在一个处理器上集成两个运算核心，从而提高计算能力。“双核”的概念最早是由IBM、HP、Sun等支持RISC架构的高端服务器厂商提出的，不过由于RISC架构的服务器价格高、应用面窄，没有引起广泛的注意。

　　三、不同的构架

　　最近逐渐热起来的“双核”概念，主要是指基于X86开放架构的双核技术。在这方面，起领导地位的厂商主要有AMD和Intel两家。其中，两家的思路又有不同。AMD从一开始设计时就考虑到了对多核心的支持。所有组件都直接连接到CPU，消除系统架构方面的挑战和瓶颈。两个处理器核心直接连接到同一个内核上，核心之间以芯片速度通信，进一步降低了处理器之间的延迟。而Intel采用多个核心共享前端总线的方式。专家认为，AMD的架构对于更容易实现双核以至多核，Intel的架构会遇到多个内核争用总线资源的瓶颈问题。

　　四、AMD和Intel不同的体系结构　双核与双芯(Dual Core Vs. Dual CPU)：

　　AMD和Intel的双核技术在物理结构上也有很大不同之处。AMD将两个内核做在一个Die(内核)上，通过直连架构连接起来，集成度更高。Intel则是采用两个独立的内核封装在一起，因此有人将Intel的方案称为“双芯”，认为AMD的方案才是真正的“双核”。

　　从用户端的角度来看，AMD的方案能够使双核CPU的管脚、功耗等指标跟单核CPU保持一致，从单核升级到双核，不需要更换电源、芯片组、散热系统和主板，只需要刷新BIOS软件即可，这对于主板厂商、计算机厂商和最终用户的投资保护是非常有利的。客户可以利用其现有的90纳米基础设施，通过BIOS更改移植到基于双核心的系统。

　　计算机厂商可以轻松地提供同一硬件的单核心与双核心版本，使那些既想提高性能又想保持IT环境稳定性的客户能够在不中断业务的情况下升级到双核心。在一个机架密度较高的环境中，通过在保持电源与基础设施投资不变的情况下移植到双核心，客户的系统性能将得到巨大的提升。在同样的系统占地空间上，通过使用双核心处理器，客户将获得更高水平的计算能力和性能。

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