浅析CPU多核技术

浅析CPU多核技术

多内核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),多核处理器是单枚芯片(也称为“硅核”),能够直接插入单一的处理器插槽中,但操作系统会利用所有相关的资源,将它的每个执行内核作为分立的逻辑处理器。通过在两个执行内核之间划分任务,多核处理器可在特定的时钟周期内执行更多任务。

目前双核和四核之间还是有一个断层,相比四核心处理器,三核心处理器的成本更加低廉,但是其效率却是要比双核心处理器来的更高效率,特别是在游戏应用的时候,其中一个核心甚至可以进行专门的物理运算,如AMD三核Phenom处理器。多核技术能够使服务器并行处理任务,多核系统更易于扩充,并且能够在更纤巧的外形中融入更强大的处理性能,这种外形所用的功耗更低、计算功耗产生的热量更少。多核架构能够使目前的软件更出色地运行,并创建一个促进未来的软件编写更趋完善的架构。尽管认真的软件厂商还在探索全新的软件并发处理模式,随着向多核处理器的移植,现有软件无需被修改就可支持多核平台。

多核处理器主要具有以下几个显著的优点:

控制逻辑简单:相对超标量微处理器结构和超长指令字结构而言,单芯片多处理器结构的控制逻辑复杂性要明显低很多。相应的单芯片多处理器的硬件实现必然要简单得多。

高主频:由于单芯片多处理器结构的控制逻辑相对简单,包含极少的全局信号,因此线延迟对其影响比较小,因此,在同等工艺条件下,单芯片多处理器的硬件实现要获得比超标量微处理器和超长指令字微处理器更高的工作频率。

低通信延迟:由于多个处理器集成在一块芯片上,且采用共享Cache或者内存的方式,多线程的通信延迟会明显降低,这样也对存储系统提出了更高的要求。

低功耗:通过动态调节电压/频率、负载优化分布等,可有效降低CMP功耗。

设计和验证周期短:微处理器厂商一般采用现有的成熟单核处理器作为处理器核心,从而可缩短设计和验证周期,节省研发成本。

目前,虽然一些桌面应用尚不支持多线程、多核处理器价格相对偏高、应用开发工具不成熟等,但是随着应用需求的扩大和技术的不断进步,多核必将展示出其强大的性能优势。

2012-05-03 09:59:21