作者:孤独
桌面中央微处理器从诞生起到现在已经有30多年了,作为PC的最核心配件,每一次CPU的技术进步都牵动着PC甚至是整个业界的命脉。一旦桌面处理器的发展达到了瓶颈,芯片组、内存与显示设备都将会受到牵连,从而影响产业链的发展进程。
自从Cyrix退出桌面微处理器市场后,“三足鼎立”的局面一去不复返,Intel与AMD两大巨头无疑是主宰了桌面处理器领域,两者的技术发展也就决定了微处理器的发展方向。
一、双核开启多核年代
时间不用倒退多久,就在去年(2005年),Intel与AMD在处理器发展道路上都遇到了同样的问题:频率提升越来越困难,然而处理器效能提升的脚步却不能停止下来。业界老大Intel在推出了频率高达3.8G的Pentium 4 570J后,就再也法再冲击更高频率了。而AMD则一早就淡出了频率追逐的游戏,在功耗与效能两者的平衡点上处理得比较出色。
客观地说,Intel到了Pentium 4时代后,频率的提升所带来的高发热量受到众多环保人士的攻击,过高的发热量除了为夸张的散热器开拓市场外,并不受到消费者的普遍认可。我们也一直认为,处理器的高性能不应该以高功耗作为代价,至少,这样的高性能解决方案“胜之不武”
但是历史的脚步总是在前进的,技术进步、产品改造一天也不会停息。在高频产品有“吃力不讨好”嫌疑的情况下,双核/多核技术似乎是目前提升处理器性能的另一种解决方案。在这一点上,AMD与Intel的看法是不谋而合的。这对在市场上恶斗了多年的老朋友对双核处理器的市场真可谓是“高度重视”,双方对双核产品的发布日期都是一改再改。双方都在争着推出首款双核产品。
2005年04月18日,Intel发布了全球首款桌面双核处理器产品,分别是Pentium D 820、Pentium D 830、Pentium D 840,最先面世的是Pentium D 820。AMD则在2005年05年31日发布了双核产品。分别为Athlon 64 X2 4200+、Athlon 64 X2 4400+、Athlon 64 X2 4600+、Athlon 64 X2 4800+。
Pentium D 820
Athlon 64 X2 4600+
Intel Pentium D 820拥有1M的L2 Cachek,800FSB,支持EM64T,不支持HT,主频为2.8G。Athlon64 X2处理器的电压仅为1.3V左右,采用了0.09制程,支持SSE3多媒体扩充指令集。频率为200*12=2.4G,每个核心拥有512KB二级缓存。
性能测试
性能方面,双核处理器没有让人们失望,在涉及到多任务处理环境的测试中,双核处理器都拥有非常明显的优势,在权威的BAPCO SYSmark2004测试中拥有相当不错的性能。在整个2005年,双核产品可以说只是预热阶段,过高的售价直接影响了其市场占有率。
另外还有一个非常重要的原因就是单核产品的库存量非常大,一些与双核产品价格重叠的单核产品要足够的时间来减价消化掉一定的量以达到市场上的平衡,这也是我们今天看到的众多昔日高端的Pentium与Athlon单核产品仅售几百元的原因了。
从Intel与AMD的预测中可以看到双方都是把处理器的发展锁定在核心数量上,到2007年双核产品将会完全占领中高端市场,就算是较保守的估计,中高端市场的主流地位也肯定是双核产品,单核产品将退居至中低端的市场定位。双核占领市场主流的预言必将成为事实,当双核产品成为事实上的主流产品后,CPU只能继续向多核领域继续发展,这样来看的话,双核产品就是开启多核年代的重头炮了。
二、多核是未来发展必然趋势
多核技术发展顺利
如果说摩尔定律还能继续发挥作用的话,那么到本年年底,四核产品就应该摆上货架了。而我们从Intel与AMD官方消息得知,两者的四核产品将于2006年11月发布,也就是说离Intel最早发布的双核产品,隔了约18个月,刚好符合摩尔定律。从中可以看到,从双核到四核所花费的时间是在预测范围之内的,甚至我们收到消息,四核的量产进程也比较顺利。
多核技术发展顺利
从技术上去看,多核产品技术的发展不成问题,百核CPU并非之前某些业界人士所预测的可行性非常低,如果完全按照摩尔定律去算的话,那么10年内达到CPU核心将会达到128个核心。当然这只是理论化的计算,实际上CPU未必会完全按照公式去发展,毕竟CPU注重的是效能上的提升,具体以什么形式的技术出现这就是后话了。我们从消息人士得到消息,8核产品的研发进程也比较顺利,更多核心的技术也已经在发展计划中。
用户需要多核
从应用需求上去看,越来越多的用户在使用过程中都会涉及到多任务应用环境,下面我们来看一下在日常应用中用到的非常典型的两种应用模式。
一种应用模式是一个程序采用了线程级并行编程,那么这个程序在运行时可以把并行的线程同时交付给两个核心分别处理,因而程序运行速度得到极大提高。这类程序有的是为多路工作站或服务器设计的专业程序,例如专业图像处理程序、非线视频编缉程序、动画制作程序或科学计算程序等。对于这类程序,两个物理核心和两颗处理器基本上是等价的,所以,这些程序往往可以不作任何改动就直接运行在双核电脑上。
CPU-Z信息
还有一些更常见的日常应用程序,例如Office、IE等,它们同样也是采用线程级并行编程,可以在运行时同时调用多个线程协同工作,所以在双核处理器上的运行速度也会得到较大提升。例如,打开IE浏览器上网。看似简单的一个操作,实际上浏览器进程会调用代码解析、Flash播放、多媒体播放、Java、脚本解析等一系列线程,这些线程可以并行地被双核处理器处理,因而运行速度大大加快(实际上IE浏览器的运行还涉及到许多进程级的交互通信,这里不再详述)。由此可见,对于已经采用并行编程的软件,不管是专业软件,还是日常应用软件,在多核处理器上的运行速度都会大大提高。
日常应用中的另一种模式是同时运行多个程序。许多程序没有采用并行编程,例如一些文件压缩软件、部分游戏软件等等。对于这些单线程的程序,单独运行在多核处理器上与单独运行在同样参数的单核处理器上没有明显的差别。但是,由于日常使用的最最基本的程序——操作系统——是支持并行处理的,所以,当我们在多核处理器上同时运行多个单线程程序的时候,操作系统会把多个程序的指令分别发送给多个核心,从而使得同时完成多个程序的速度大大加快。
例如,在进行文件压缩的同时,可以观看视频;在进行杀毒的同时,可以玩游戏;在进行视频编辑或图象渲染的同时,可以制作Flash动画;在打开多个浏览器页面上网的同时,可以边下载文件,边听音乐,边使用聊天软件进行视频聊天。所以,即便是对于从来不使用并行编程软件那些消费者,只要他们同时运行两个或更多的程序,多核处理器依然可以更快地处理完所有程序。
另外,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。
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