步入多核时代

2008-09-09 16:59:40   作者:潘争   来源:电子工程世界   

关键字:多核 Dunnington

  从单核到双核再到多核的发展,可能是摩尔定律问世以来在芯片发展历史上速度最快的性能提升过程。随着消费电子、人机界面、互联网接入、数字多媒体等新兴应用的涌现,人们对多核技术的期望值也在节节攀升。计算机领域正在发生着悄无声息的革命。英特尔,AMD及其他芯片制造商不断推出在单晶片上集成多重处理单元的新型芯片。集成电路正在逐渐的步入多核时代。

  多核,也叫多微处理器核是将两个或更多的独立处理器封装在一起的方案,通常在一个集成电路(IC)中。双核心设备只有两个独立的微处理器。一般说来,多核心微处理器允许一个计算设备在不需要将多核心包括在独立物理封装执时行某些形式的线程级并行处理(Thread-Level Parallelism,TLP),这种形式的TLP通常被认为是芯片级别的多处理(Chip-level MultiProcessing,CMP)。在游戏中你必须要使用驱动程序来使用第二个核。

  无疑,多核的出现是集成电路发展的必然,根据摩尔定律,微处理器的速度以及单片集成度每18个月就会翻一番。经过多年的发展,目前通用微处理器的主频已经突破了4GHz,数据宽度也达到64位。在制造工艺方面也同样以惊人的速度在发展。照此下去,到2010年左右,芯片上集成的晶体管数目将超过10亿个。因此,体系结构的研究又遇到新的问题:如何有效地利用数目众多的晶体管?国际上针对这个问题的研究方兴未艾。多核通过在一个芯片上集成多个简单的处理器核充分利用这些晶体管资源,发挥其最大的能效。

  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。

Dunnington六核处理器

  多核处理器的革命给整个计算机领域带来了前所未有的挑战和机遇。一方面,多核意味着在同样的空间内实现更多的计算功效。另一方面,处理器体系架构的根本性变化要想充分利用这些处理器,比起之前的设计就更具挑战性。面临的挑战之一就是软件, 现有的软件如果不做改变,就无法利用目前不断进步的处理器所提供的多核性能。为了充分利用多核,程序需要同时做很多事情。这种行为通常被称为并行计算。并行程序如果编译正确,执行指令的速度将比传统的串行程序要快很多,因为它能将工作负载按照不同需求分配给处理器的不同核心。而传统的串行程序只能利用一个核心。确实这种程序编译方式也只能识别一个核心。挑战之二就是处理器能耗极限,性能增强了,能量消耗却不能增加。

  多核技术不仅仅运用在处理器领域,越来越多的集成电路产业都要求更高效、更先进的技术支持,他们也同样迈进了多核时代,MCU、DSP,这些领域里都不乏进军多核技术的时代勇士。更高的处理速度,更强的处理能力,更低单用户成本,更小的体积,这些是集成电路产业共同追求的理念,相信在未来的多核时代里,我们将会传承这一理念,走的更快、更远。

 

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编辑:冀凯
本文引用地址: http://www.eeworld.com.cn/dygl/2008/0909/article_611.html
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