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贡献者：不爱吃窝瓜 浏览：3093次 创建时间：2015-04-15
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双核处理器
双处理器一般指双核处理器
双核处理器（Dual Core Processor）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。简而言之，双核处理器即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。换句话说，将两个 物理处理器核心整合入一个核中。芯片制造厂商们也一直坚持寻求增进性能而不用提高实际硬件覆盖区的方法。多核处理器解决方案针对这些需求，提供更强的性能而不需要增大能量或实际空间。
中文名双核处理器
外文名Dual Core Processor
概 念在一个处理器上集成两个运算核心
目 的提高计算能力
提 出IBM、HP、Sun等
领 域计算机
双核处理器
目录
1概念
2意义
3区别
4类型
Intel
AMD
5超线程
6发展趋势
1概念
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，居领导地位的厂商主要有Intel和AMD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。
双核心处理器技术的引入是提高处理器性能的有效方法。因为处理器实际性能是处理器在每个时钟周期内所能处理器指令数的总量，因此增加一个内核，处理器每个时钟周期内可执行的单元数将增加一倍。在这里我们必须强调一点的是，如果你想让系统达到最大性能，你必须充分利用两个内核中的所有可执行单元：即让所有执行单元都有活可干。
为什么IBM、SUN、HP等厂商的双核产品无法实现普及呢，因为它们相当昂贵的，从来没得到广泛应用。比如拥有128MB L3缓存的双核心IBM Power4处理器的尺寸为115x115mm，生产成本相当高。因此，我们不能将IBM Power4和HP PA8800之类双核心处理器称为AMD即将发布的双核心处理器的前辈。
目前，x86双核处理器的应用环境已经颇为成熟，大多数操作系统已经支持并行处理，目前大多数新或即将发布的应用软件都对并行技术提供了支持，因此双核处理器一旦上市，系统性能的提升将能得到迅速的提升。因此，目前整个软件市场其实已经为多核心处理器架构提供了充分的准备。
2意义
x86多核处理器标志着计算技术的一次重大飞跃。这一重要进步发生之际，正是企业和消费者面对飞速增长的数字资料和互联网的全球化趋势，开始要求处理器提供更多便利和优势之时。多核处理器，较之当前的单核处理器，能带来更多的性能和生产力优势，因而最终将成为一种广泛普及的计算模式。多核处理器还将在推动PC安全性和虚拟技术方面起到关键作用，虚拟技术的发展能够提供更好的保护、更高的资源使用率和更可观的商业计算市场价值。普通消费者也将比以往拥有更多的途径获得更高性能，从而提高他们家用PC和数字媒体计算系统的使用。
在单一处理器上安置两个或更多强大的计算核心的创举开拓了一个全新的充满可能性的世界。多核心处理器可以为战胜今天的处理器设计挑战提供一种立竿见影、经济有效的技术――降低随着单核心处理器的频率(即“时钟速度”)的不断上升而增高的热量和功耗。多核心处理器有助于为将来更加先进的软件提供卓越的性能。现有的操作系统(例如MS Windows、Linux和Solaris)都能够受益于多核心处理器。在将来市场需求进一步提升时，多核心处理器可以为合理地提高性能提供一个理想的平台。因此，下一代软件应用程序将会利用多核处理器进行开发。无论这些应用是否能帮助专业动画制作公司更快更节省地生产出更逼真的电影，或开创出突破性的方式生产出更自然更富灵感的PC机，使用多核处理器的硬件所具有的普遍实用性都将永远地改变这个计算世界。
虽然双核甚至多核芯片有机会成为处理器发展史上最重要的改进之一。需要指出的是，双核处理器面临的最大挑战之一就是处理器能耗的极限!性能增强了，能量消耗却不能增加。根据著名的汤氏硬件网站得到的文件显示，代号Smithfield的CPU热设计功耗高达130瓦，比现在的Prescott处理器再提升13%。由于今天的能耗已经处于一个相当高的水平，我们需要避免将CPU作成一个“小型核电厂”，所以双核甚至多核处理器的能耗问题将是考验AMD与 Intel的重要问题之一。
关于多核处理器，从全球范围内看，AMD在对客户的理解和对输出最符合客户需求的产品方面的理念走在Intel的前面，从上世纪九十年代起就一直计划着这一重大进展，它第一个宣布了在单处理器上安置多个核心的想法。
3区别
双核与双芯(Dual Core Vs. Dual CPU)是AMD和Intel在双核处理器的物理构造不同之处。AMD将两个内核做在一个Die（晶元）上，通过直连架构连接起来，集成度更高。Intel则是将放在不同Die（晶元）上的两个内核封装在一起，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。
4类型
Intel
目前Intel推出的台式机双核心处理器有Pentium D、Pentium EE(Pentium Extreme Edition)和Core Duo三种类型，三者的工作原理有很大不同。
Pentium D和Pentium EE分别面向主流市场以及高端市场，其每个核心采用独立式缓存设计，在处理器内部两个核心之间是互相隔绝的，通过处理器外部(主板北桥芯片)的仲裁器负责两个核心之间的任务分配以及缓存数据的同步等协调工作。两个核心共享前端总线，并依靠前端总线在两个核心之间传输缓存同步数据。从架构上来看，这种类型是基于独立缓存的松散型双核心处理器耦合方案，其优点是技术简单，只需要将两个相同的处理器内核封装在同一块基板上即可；缺点是数据延迟问题比较严重，性能并不尽如人意。另外，Pentium D和Pentium EE的最大区别就是Pentium EE支持超线程技术而Pentium D则不支持，Pentium EE在打开超线程技术之后会被操作系统识别为四个逻辑处理器。
Intel目前的桌面平台双核心处理器产品分为Pentium D和Pentium Extreme Edition(Pentium EE)两大系列，其中，Pentium D包括820(2.8GHz)、830(3.0GHz)、840(3.2GHz)三个型号，采用800MHz FSB，面向主流市场；而Pentium EE目前只有840(3.2GHz)一个型号，同样采用800MHz FSB，面向高端应用。Pentium D与Pentium EE都采用0.09微米制程，LGA775接口；它们最主要的区别就是Pentium EE支持超线程技术，而Pentium D则不支持超线程技术，也就是说在打开超线程技术的情况下Pentium EE将被操作系统识别为四颗处理器。
在主板芯片组方面，由于北桥芯片担负着处理和交换不同核心缓存数据的重要作用，所以目前能够支持Pentium D和Pentium EE的是945/955系列，而915/925是不能支持的，在915/925主板上就算是能够开机，也只能使用双核心其中的一个核心！
AMD
AMD推出的双核心处理器分别是双核心的Opteron系列和全新的Athlon 64 X2系列处理器。其中Athlon 64 X2是用以抗衡Pentium D和Pentium Extreme Edition的桌面双核心处理器系列。AMD推出的Athlon 64 X2是由两个Athlon 64处理器上采用的Venice核心组合而成，每个核心拥有独立的512KB(1MB) L2缓存及执行单元。除了多出一个核芯之外，从架构上相对于目前Athlon 64在架构上并没有任何重大的改变。
双核心Athlon 64 X2的大部分规格、功能与我们熟悉的Athlon 64架构没有任何区别，也就是说新推出的Athlon 64 X2双核心处理器仍然支持1GHz规格的HyperTransport总线，并且内建了支持双通道设置的DDR内存控制器。与Intel双核心处理器不同的是，Athlon 64 X2的两个内核并不需要经过MCH进行相互之间的协调。AMD在Athlon 64 X2双核心处理器的内部提供了一个称为System Request Queue(系统请求队列)的技术，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，也就是说所有的处理过程都在CPU核心范围之内完成，并不需要借助外部设备。
对于双核心架构，AMD的做法是将两个核心整合在同一片硅晶内核之中，而Intel的双核心处理方式则更像是简单的将两个核心做到一起而已。与Intel的双核心架构相比，AMD双核心处理器系统不会在两个核心之间存在传输瓶颈的问题。因此从这个方面来说，Athlon 64 X2的架构要明显优于Pentium D架构。虽然与Intel相比，AMD并不用担心Prescott核心这样的功耗和发热大户，但是同样需要为双核心处理器考虑降低功耗的方式。为此AMD并没有采用降低主频的办法，而是在其使用90nm工艺生产的Athlon 64 X2处理器中采用了所谓的Dual Stress Liner应变硅技术，与SOI技术配合使用，能够生产出性能更高、耗电更低的晶体管。
AMD推出的Athlon 64 X2处理器给用户带来最实惠的好处就是，不需要更换平台就能使用新推出的双核心处理器，只要对老主板升级一下BIOS就可以了，这与Intel双核心处理器必须更换新平台才能支持的做法相比，升级双核心系统会节省不少费用。AMD目前的桌面平台双核心处理器是Athlon 64 X2，其型号按照PR值分为3800+至4800+等几种，同样采用0.09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。
5超线程
Intel的Hyper-Threading技术可以在Windows中被识别为两颗处理器，因此不少人被误导，认为Hyper-Threading和Dual Core一样能同时执行并发的两个线程。
Hyper-Threading其实就是一颗核心以模拟的方式扮作两颗处理器，以增加运算速度，但并不代表着它能像真正的两颗物理处理器那样，因为Dual/MultiCore的每一颗处理器都有独立的资源，但HT技术中模拟的每一颗处理都是共用同一颗物理处理器的资源，当两个模拟出来的处理器需要物理处理器的相同的资源时，其中一个模拟的处理器就要暂停并让出资源。说到底HT技术只是为了更好的利用处理器闲置资源而开发出来的技术，与Dual/Multi Core技术的双物理核心还是有本质的区别。
6发展趋势
2006年注定是CPU市场锋烟四起的一年，也可以说是里程碑的一年。AMD在年中率先揭竿而起，抛出了AM2平台，并迅速完成了与前代产品的替换。而作为处理器巨头的Intel自然也不是盖的，两个月后，Conroe这颗重磅炸弹狠狠砸向市场，“性能提高40%，功耗降低40%”令人为之兴奋，也砸得AMD乱了方寸，情急之下再次起用降价策略来保护市场。就当所有人认为Intel会在Conroe发布后专心市场的经营，普及双核心平台，而放松对新产品的研发之际，Intel再次传来爆炸新闻，11月12日，Intel将推出全新的四核心处理器Kentsfield。从双核到四核，Intel仅仅不到半年之间，竟然出如此大跃进，这的确让人感到非常意外。
目前距离Intel正式发售四核心处理器还有很短的时间，但是Intel在9月份的IDF上已经正式发布了代号为Kentsfield的四核心处理器，而近期各大媒体也都拿到了产品进行评测。而AMD方面，根据其Roadmap显示，AMD四核心架构的K8L处理器要到07年中才会面世，这样一来，Intel的四核心将整整领先AMD三个季度。
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