双核处理器:单核到CMP的第一过渡

日期: 2008-03-26 来源:TechTarget中国

  双核处理器是在应对单核处理器性能不足而提出的一种新型处理器,从类型来看,双核处理器的设计与发展处于单核向多核发展过度期内,它继承了单核处理器的诸多设计,也重新按照多核处理器的设计原则重新设计。因此,在不同体系结构下,不同厂家的双核产品差异较大,其主要有两种:


  1)、具有两个核心的双核心处理器模块。如Intel Dempsey(5000系列)。


  2)、基于CMP设计思想设计的双核处理器,在X86处理器中的Intel Woodcrest(5100系列)、AMD 第一代/第二代处理器,在RISC中的Power处理器和Intel Itanium处理器。


  Intel 5000双核心处理器


  1)、 Intel 5000(Dempsey)处理器结构与功能。


  2)、Intel 5000系列处理规格。


  5000系列(Dempsey)是由两颗Nocona处理器简单封装在一个处理器上,5100系列是Intel新开发的基于Core微架构的真正意义的双核产品。


  3)、双路双核产品系统架构。


  4)、Dempsey的局限性与设计特点。


  Dempsey的主要是因为它由两个独立的单核心处理器直接封装在一个Socket 之上,导致同一个Socket之上的两个核的数据通信只能通过北桥实现,无疑加重了FSB的压力,进而导致FSB冲突严重。另外Dempsey采用传统的基于北桥的设计思想,其系统架构的劣势也导致了Dempsey平台的整体的不足,在SPEC官方网站所公布SPEC CPU2000的测试数据中就可以清楚看到,3.73GHz的Dempsey性能最高的处理器5080 整型整机吞吐能力(SPEC2000_int_rate: 82.4)与浮点整机吞吐能力(SPEC2000_fp_rate: 65)与频率仅有5080一半(1.86GHz) Woodcrest 5120处理器在整机吞吐能力(82)和浮点整机吞吐能力(65)相当。


  Dempsey处理器是Intel公司快速实现多核心处理器的一种有效的方法。在由双核向四核的发展中,其四核处理器Clovertown采用了类似Demspey的设计思想,直接将两颗Woodcrest处理器封装在一个Socket之中。


  基于CMP设计的双核处理器


  1、 Intel Woodcrest(5100系列)处理器及系统架构


  Intel 5100(Woodcrest)处理器结构与功能


  产品规格


  系统架构


  Woodcrest的5大技术


  Woodcrest是Intel新推出的基于Core微架构的双核处理器,它所推出的5大关键技术是Woodcrest取得巨大成功的关键,其5大技术如下:


  宽动态执行;


  高级数字多媒体技术;


  高级智能缓存技术(共享4MB L2);


  高级内存访问技术;


  节能技术。


  2、AMD Opteron第二代双核处理器及系统架构


  AMD Opteron双核处理器结构及演变。


  在CPU内部集成内存控制器,处理核心、内存及HT总线通过高速的XBar交换数据,CPU间和CPU与IO间通过串型HT总线连接在一起。目前集成内存控制器的设计在RISC处理器的设计较为常见,通过集成内存控制器后,其CPU到内存延迟较小,带宽大,可以对性能有较大的提高。AMD Opteron双核处理器是在单核处理器的基础上发展而来,单核处理器设计思想基本上按照CMP设计。因此,可以想象,AMD 4核心的Opteron处理器将与单、双核具有极大的结构类似性。


  从系统架构上来看,AMD Opteron 处理器的直联架构设计实现从双路、四路到八路服务器的覆盖,尤其在4路及8路时,其直联架构性能优势尤其明显。这一切都得力于AMD 基于HyperTransport串型直联架构的实现,也是Opteron基于CMP设计而获得高性能的原因所在。

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