AMD双核处理器:计算优势更上层楼

　　已经有越来越多的国外权威研究机构和重要的服务器厂商得出同样的结论：双核处理器（简称为双核）是2005年服务器发展的重要趋势之一，到2006年底，采用双核处理器的服务器有望成为市场主流，从而把服务器性能提升到一个全新水平。更有专家预计，到2006年底，占市场价值60%的服务器将采用双核处理器。

　　推出双核处理器架构是2005年x86处理器市场的一件大事。包括AMD、Intel在内的处理器厂商，都希望通过双核设计增加处理器的性能及功能。事实上，在上个世纪末期，高端多处理机服务器开发商（例如HP、IBM）就已经提出过类似的可行性设计，并成功推出了双核UNIX服务器HP PA8800和IBM Power4。迄今为止，双核UNIX处理器已经成功应用于不同领域，在IBM eServer pSeries 690或HP 9000此类服务器上可以看到它们的身影。由于x86服务器已经形成了巨大的市场规模，而且拥有更加广阔的巨大市场规模，因此，x86双核处理器的出现，自然引起了非同小可的广泛关注，它所产生的影响力将更加巨大。

　　什么是双核处理器？

　　什么是双核处理器呢？双核处理器背后的概念蕴涵着什么意义呢？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。企业IT管理者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。

　　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、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。

　　多核处理器的创新意义

　　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。

　　多核处理器的客户利益

　　企业计算环境经历近几年来的巨大变化，从支持业务增长需求的IT基础构架的快速扩展，转变到精心管理现有资产和投资于能带来特定竞争优势的新战略性技术。IT管理者当前面临的挑战是，为更多用户提供更好的服务，满足不断增长的性能要求，保存和管理飞速膨胀的数据量，更好地保护网络以及保障系统的稳定性——而所有这一切，都由于不断收缩的预算而不可能增加数据中心的数量。

　　与单核处理器相比，多核处理器能在一些应用领域带来了更为强大的动力，比如海量数据处理、大规模网络应用、复杂科学计算及大型图形建模为特征的企业级或行业关键应用领域。针对服务器/工作站环境，多核处理器提供了强大动力，为依赖x86构架作为企业IT网络的中枢要求今天的服务器具有运行更多复杂应用程序的性能。基于多核处理器的服务器能够提升数据中心的性能，使预算紧张的情况得到全面改善，全面提升公司发展动力。同时，各种提高现有资源使用率的办法，例如服务器整合和虚拟技术等，已成为缩减成本的极具吸引力的选择，而基于多核处理器的服务器将是非常重要的一个帮助。

　　多核处理器可以在不改变基础设施的情况下，提高数据中心的生产率。服务器的整合将会变得更加经济，因为更少的主机可以处理更多的工作负担。在性能之外，多核处理器将极大地加强虚拟功能和安全性。现在，IT经理正在利用虚拟技术在处理器级别分配任务，从而大幅度提高IT系统的处理能力的实际可用性。利用多核处理器，这种分配可以在不降低系统总体性能的情况下进行，并将可信任的应用从不可信任的应用中抽离出来。

　　在安全性成为至关重要问题的今天，同样，一些旨在阻止病毒和其他网络威胁的、更加复杂的实时安全应用可以在后台运行，为平台提供额外的安全性，从而提供更加健全的保护。利用多核处理器，安全性的提高将对最终用户完全透明。同时，因为人们需要在不增加硬件占地面积的情况下提高处理能力，刀片服务器将获得新的吸引力。

　　虽然多核CPU的发展令人兴奋，但如何保护用户已有的投资也将成为处理器厂商们面临的重要挑战？现在，用户的投资越来越拮据的情况下，如果无法保护用户的投资，则很难说服用户来接受新的产品。因此，对Intel和AMD来说，这又是一个新的挑战。Intel此前推出的安腾芯片就是一个很好的例证。根据相关资料显示，与现在的竞争架构不同的是，AMD双核处理器的实现方式是非破坏性的，简单得令人难以置信，它从底层设计开始就考虑到了支持多核功能，它将不仅与目前的单核处理器兼容，非常容易升级到双核。

　　可以想见，多核处理器带来的是真真切切的客户利益和价值，多核处理器标志着处理器设计的一个自然进化过程，在软件具有支持能力的时候将性能大幅度提升，并且将功能增强到单核处理器所无法企及的一个水平。正是因为这些实实在在的利益，多核处理器无疑将成为服务器的一个重要发展趋势，而2005年x86服务器市场将属于双核时代。

　　投资保护问题不可小觑

　　虽然X86多核处理器为X86计算架构以及X86计算市场带来了巨大的福音，但一个不容忽视的问题就是：如何才能够保证用户在X86服务器方面已经拥有的投资呢？目前，众多企业在X86服务器、操作系统、应用等方面投入了巨大的投资，并且已经与企业业务完美结合在一起，那么，X86双核处理器如何才能保证用户的这些投资呢？这就对AMD、Intel等芯片厂商提出了严峻挑战，也许这可能成为这几家厂商决胜未来的关键因素。

　　根据相关资料显示，AMD双核芯片是在同一个硅片上插入两个核心，因此，它不需要增加额外的电源，相同的制造流程可以被用于生产多核心AMD64处理器，多核心处理器的供电电路将适用于现有的接口和供电基础设施。这使得平台制造商可以避免为新的处理器重新设计组件，从而节约大量的时间和费用，否则这些成本会被转嫁到客户身上。它还让系统开发人员可以用现成的配件开发他们的品牌产品。X86双核处理器极大改善了32位性能，推动了64位的发展，突破4G内存障碍将成为可能。现在，在同一服务器中，用户无需改写编码，就可以运行32位和虚拟64位机，实现最佳的IT投资回报，更加保护了用户已经拥有的应用生态。

　　好马需要配好鞍。现在，业界各大主要操作系统厂商已经明确表态，积极支持计划于年中推出的基于直联架构的AMD Opteron（皓龙）双核处理器。预计目前市场上各主要操作系统都将推出新的版本，其中包括Microsoft® Windows®、Novell和Red Hat Enterprise Linux 发行版，以及Sun Microsystems公司的Solaris 10；其中，有些操作系统还将包括专门支持应用的优化程序，以充分发挥多核功能的优势，从而改善一系列应用的性能。这又是本文结论的一个有力佐证。