双核之战双核处理器剖析
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编辑观点：
当单核处理器发展陷入困境时，Intel、AMD都不约而同地想到了双核乃至多核解决方案，这看似无奈之举，但也不失明智。不过，把两个或多个处理器核心集成在一起，它们与内存之间用来交换数据的前端总线在工作频率和数据位宽必须进行相应的改进，才能满足多核心的数据传输要求；它们需要真正针对多核心设计进行优化的操作系统和软件，只有那些强调大数据量、多任务、多线程的应用才能真正填满多核处理器的每条流水线。目前普通PC用户使用的很多软件，如Office办公软件、游戏、视频播放等应用都是单线程的，双核处理器无法真正发挥其性能优势。
因此，目前普通用户升级使用双核平台并非明智之举，大家可能会遇到那些过早使用64位处理器的人同样的尴尬遭遇：即面对缺乏应用，处理器性能“空转”的局面，而与之相应的代价却是昂贵的升级费用，眼下对双核平台迫切需求的恐怕只有少数DIY发烧友、使用双路处理器的高端PC或工作站用户，如专业视频、3D动画和2D图像处理爱好者。受限于成本，2006年双核处理器的售价只会稍微降低一些，距离普及还有很长一段路要走。单核64位处理器仍是今年桌面处理器市场的主角。
不过，大家也不必对双（多）核处理器失望，它们无疑是未来处理器的发展方向，在服务器领域也显示出了强大的威力，只不过在PC处理器上刚刚起步，周边的软、硬件环境还没有跟上。相信在两三年后数字家庭概念成为现实，PC成为“家庭媒体服务器”，需要同时运行不同操作系统、处理大量多任务或多线程的应用时，双（多）核处理器的应用环境将真正成熟起来，到时大家再升级电脑也不晚。
如果说2005年是桌面双核处理器的开端，那么2006年注定要成为双核处理器普及的一年。但在此之前，我们需要了解，双核处理器到底能给我们带来什么好处？它在哪些应用方面会带来性能提升？新一代双核处理器又有哪些重大改进？
我们需要双核处理器吗
双核处理器使系统性能获得提升的实质在于，操作系统会在同一时间为处理器分配两个不同的任务，这样处理器就可以同时处理两个不同的线程，性能由此大大提升。不过，并不是每一位用户都需要双核处理器。
1.是否需要出色的游戏表现
相信大多数用户都爱在PC上玩游戏，不论是大型3D游戏还是系统自带的小游戏。如果你只是玩诸如在线棋牌游戏之类的小游戏的话，那么即便是中低端配置的家用PC也能够轻松胜任，双核处理器对你来说或许没有必要。但如果你是一位大型3D游戏迷，并希望在游戏中获得出色的效果体验，那就需要性能强大的双核处理器了。因为现今流行的大型3D游戏包含大量的3D环境特效、环绕声音特效等，运行时极耗系统资源，使用双核处理器就可以大大缓解系统资源占用问题，而且越来越多的游戏为双核处理器进行优化。
2.是否有多媒体应用需求
经常压缩MPEG4或RM等视频节目的用户都深有体会，在压缩之前一般都会关闭其他所有前台应用程序，及防火墙、系统监测等后台软件，以便腾出更多资源给视频压缩程序。而开始压缩时，CPU占用率很快会达到100％。这时我们只能坐在一旁苦苦等候，因为几乎所有系统资源都被视频压缩工作占用了。此外，对那些多媒体应用的高级用户而言，通常喜欢同时采用多个工具对几种媒体素材进行融合，这也对系统的综合性能提出了更高的要求。而双核处理器则可大大缓解上述问题，使用双核平台后，你在进行视频压缩的同时，可以上网、听MP3或看影碟。
3.是否有一机多用需求
随着PC从传统计算工具向数字家庭娱乐中心的转变，一机多用的呼声也日渐高涨。不过，由于目前大多数家庭都只有一台电脑，而那些“一机两用”的套件除了价格较高外，使用时系统资源吃紧的情况也非常严重，因此我们在遇到多人“抢夺”电脑使用权的状况时，通常只有“排排坐”了。有了双核平台，一机多用将很容易实现。因为双核处理器不但能为用户提供出色的多任务处理能力，而且即便同时面对多个用户的不同需求也能做到面面俱到。比如，你可以在客厅通过数字电视欣赏保存在硬盘中的影片或数码相片，而家人或朋友用Hi-Fi音响播放音乐或录制精彩的电视节目，同时你还可以用PC做其他工作。
Intel与AMD的双核对决
1.Intel双核处理器技术特点
在2005年春季IDF上，Intel正式发布了代号为“Smithfield”的第一代双核处理器——Pentium D 8xx系列和Pentium Extreme Edition（以下简称Pentium XE）。这两个系列处理器在架构上几乎完全相同，唯一区别是Pentium D不支持超线程技术。Pentium D和Pentium XE都采用90nm制造工艺，核心面积达到206mm、晶体管数目为2.3亿，每个Prescott核心拥有1MB独立二级缓存，支持800MHz前端总线。
注：Pentium D 8xx系列有805、820、830和840等四款产品，它们的主频分别为2.66GHz、2.8GHz、3.0GHz和3.2GHz。而Pentium Extreme Edition只有840（3.2GHz）一款。805的前端总线频率仅为533MHz。
由于Smithfield核心内建的2MB二级缓存是完全独立的，即每个Prescott的二级缓存均为独享，因此当一个Prescott需要访问另一个Prescott二级缓存中的数据时，需要通过FSB（前端总线）和北桥进行数据传输，这样就降低了整个处理器的执行效率。此外，第一代双核处理器也没有从根本上降低功耗。为了扭转之前的不利局面，Intel在今年年初发布了代号为“Presler”的第二代双核处理器——Pentium XE 955和Pentium D 9xx系列。
注：Pentium D 9xx系列目前有920、930、940和950等四款产品，它们的主频分别为2.8GHz、3.0GHz、3.2GHz和3.4GHz。Pentium XE 955主频为3.46GHz。
第二代双核处理器采用了先进的65nm制造工艺和2×2MB（共4MB）二级缓存，支持英特尔虚拟化技术、EM64T、Execute Disable Bit等技术。由于二级缓存增大，晶体管数目也骤增到3.76亿。Pentium D 9xx系列和Pentium XE 955的区别在前端总线和超线程技术的支持上，前者支持800MHz前端总线，不支持超线程技术，后者支持1066MHz前端总线和超线程技术。
小知识：
英特尔虚拟化技术(Intel Virtualization Technology)(原名Vanderpool)是一项提升计算机工作效率的技术，它可以实现在一台电脑上同时运行多个操作系统，并让每个操作系统各司其职。换言之，就是让一台电脑“虚拟”出多台机器。
由于采用了先进的65nm制造工艺，因此Presler处理器核心面积减小至162mm。在核心架构方面，Presler处理器采用了灵活的分离式设计，即一块CPU基板上有两个独立的Die，这样的设计有利于处理器整体成本的下降。不过，这两个物理处理器彼此之间并不能直接沟通，必须通过前端总线和北桥来协调。
2.AMD双核处理器技术特点
AMD的桌面双核处理器的名称为Athlon 64 X2，其中核心代号为Toledo的4400+（2.2GHz）和4800+（2.4GHz）拥有2MB二级缓存（每个核心1MB），而核心代号为Manchester的4200+（2.2GHz）和4600+（2.4GHz）则有1MB二级缓存（每个核心512KB）。Athlon 64 X2都利用1GHz的Hyper-Transport总线与主板的北桥相连。而内存控制器则直接控制了一条双管道DDR内存系统。遗憾的是，现有的内存控制器不支持DDR2或DDR3内存。
在处理器架构方面，AMD的双核处理器是在同一个硅晶片中设计了两个核心，这两个核心通过内部集成的System Request Interface（系统请求接口）进行连接，并借助Crossbar Switch（矩阵转换）来分配任务，故核心之间的数据交换在内部即可完成。现有的Athlon 64 X2继续采用了Socket 939接口。
让人兴奋的是，AMD将把SSE3指令集引入到双核处理器中。需要注意的是，AMD的SSE3与Prescott支持的SSE3稍有不同：取消了MONITOR和MWAIT两条指令（这两条指令仅对Intel的超线程技术起作用）。
双核处理器发展蓝图
1.Intel发展计划
按照Intel的计划，代号为Merom、Conroe和Woodcrest的双核处理器将于2007年面世，三者分别定位于移动平台、桌面PC和服务器领域，新一代处理器将采用全新的PARROT(海尔法)内核架构，主要变化有以下四点：1.流水线长度从Prescott的31级降为14级，这势必大大降低处理器的功耗（据说Conroe最低功耗仅为65W）；2. 新架构将有4个分配单元(Dispatch Unit)，这意味着可以在同样的时间内向CPU处理单元输送更多的微指令，从而显著提高处理器的性能；3.实现一级缓存之间的数据直接传输和二级缓存的共享，使得二级缓存利用率更高。4.支持新的多媒体指令集（名称可能为SSE4），这将是自1996年的MMX以来的第五个多媒体指令集。
2.AMD发展计划
面对Intel咄咄逼人的攻势，AMD拟在今年中旬启用核心代号为Windsor第二代双核处理器。新产品将支持DDR2 667内存（有消息说支持DDR2 800），二级缓存为2×1MB，采用90nm SOI制造工艺，并支持AMD Pacifica虚拟化技术和Presidio安全技术。新一代Athlon 64 X2将有4200+、4600+、4800+和5000+等型号，其中5000+工作频率为2.667GHz。AMD新一代双核处理器将采用更先进的Socket AM2（也称Socket M2）接口，以增强产品的抗电子干扰能力。Socket AM2的针脚数为940pin，但由于新处理器额定功耗和主板工作电流分别由110W和80A上升到125W和95A，因此Socket AM2不兼容现有的940pin的Opteron及Athlon 64处理器。
结语
一旦Intel和AMD各自的新架构双核产品正式推出，“英超”战争又将开始新一轮的激战。在这场谁都输不起的竞赛中，是Intel笑到最后，还是AMD超越Intel成为CPU新霸主？目前我们还无从得知，但有一点可以肯定，双核解决方案仅仅是处理器新变革的开始，未来将是多核心CPU的天下（编注：Intel计划在明年年初推出代号为Kentsfield的桌面级4核心处理器，而代号为Yorkfield的8核心产品也将在2008年问世。AMD方面，明年也将推出4核心的Athlon 64）。