你了解多核處理器嗎?多核處理器的發(fā)展歷史是怎樣的?

處理器也有很多類(lèi)別，比如語(yǔ)音處理器、通用處理器、雙核處理器等等。為增進(jìn)大家對(duì)處理器的認(rèn)識(shí)，本文將對(duì)處理器中的多核處理器的發(fā)展歷史予以介紹。如果你對(duì)處理器、多核處理器具有興趣，不妨和小編一起來(lái)繼續(xù)往下閱讀哦。

1971年，英特爾推出的全球第一顆通用型微處理器4004，由2300個(gè)晶體管構(gòu)成。當(dāng)時(shí)，公司的聯(lián)合創(chuàng)始人之一戈登摩爾(Gordon Moore)，就提出后來(lái)被業(yè)界奉為信條的“摩爾定律”——每過(guò)18個(gè)月，芯片上可以集成的晶體管數(shù)目將增加一倍。

在一塊芯片上集成的晶體管數(shù)目越多，意味著運(yùn)算速度即主頻就更快。今天英特爾的奔騰(Pentium)四至尊版840處理器，晶體管數(shù)量已經(jīng)增加至2.5億個(gè)，相比當(dāng)年的4004增加了10萬(wàn)倍。其主頻也從最初的740kHz(每秒鐘可進(jìn)行74萬(wàn)次運(yùn)算)，增長(zhǎng)到3.9GHz(每秒鐘運(yùn)算39億次)以上。

當(dāng)然，CPU主頻的提高，或許在一定程度上也要?dú)w功于1975年進(jìn)入這個(gè)領(lǐng)域的AMD公司的挑戰(zhàn)。正是這樣的“雙雄會(huì)”，使得眾多計(jì)算機(jī)用戶(hù)有機(jī)會(huì)享受不斷上演的“速度與激情”。一些仍不滿(mǎn)足的發(fā)燒友甚至選擇了自己超頻，因?yàn)樵谕婧芏嘤螒驎r(shí)，更快的速度可以帶來(lái)額外的饕餮享受。

但到了2005年，當(dāng)主頻接近4GHz時(shí)，英特爾和AMD發(fā)現(xiàn)，速度也會(huì)遇到自己的極限：那就是單純的主頻提升，已經(jīng)無(wú)法明顯提升系統(tǒng)整體性能。

以英特爾發(fā)布的采用NetBurst架構(gòu)的奔騰四CPU為例，它包括Willamette、Northwood和Prescott等三種采用不同核心的產(chǎn)品。利用冗長(zhǎng)的運(yùn)算流水線，即增加每個(gè)時(shí)鐘周期同時(shí)執(zhí)行的運(yùn)算個(gè)數(shù)，就達(dá)到較高的主頻。這三種處理器的最高頻率，分別達(dá)到了2.0G、3.4G和3.8G。

按照當(dāng)時(shí)的預(yù)測(cè)，奔騰四在該架構(gòu)下，最終可以把主頻提高到10GHz。但由于流水線過(guò)長(zhǎng)，使得單位頻率效能低下，加上由于緩存的增加和漏電流控制不利造成功耗大幅度增加，3.6GHz奔騰四芯片在性能上反而還不如早些時(shí)推出的3.4GHz產(chǎn)品。所以，Prescott產(chǎn)品系列只達(dá)到3.8G，就戛然而止。

英特爾上海公司一位工程師在接受記者采訪時(shí)表示，Netburst微架構(gòu)的好處在于方便提升頻率，可以讓產(chǎn)品的主頻非常高。但性能提升并不明顯，頻率提高50%，性能提升可能微不足道。因?yàn)镹etburst微架構(gòu)的效率較低，CPU計(jì)算資源未被充分利用，就像開(kāi)車(chē)時(shí)“邊踩剎車(chē)邊踩油門(mén)”。

此外，隨著功率增大，散熱問(wèn)題也越來(lái)越成為一個(gè)無(wú)法逾越的障礙。據(jù)測(cè)算，主頻每增加1G，功耗將上升25瓦，而在芯片功耗超過(guò)150瓦后，現(xiàn)有的風(fēng)冷散熱系統(tǒng)將無(wú)法滿(mǎn)足散熱的需要。3.4GHz的奔騰四至尊版，晶體管達(dá)1.78億個(gè)，最高功耗已達(dá)135瓦。實(shí)際上，在奔騰四推出后不久，就在批評(píng)家那里獲得了“電爐”的美稱(chēng)。更有好事者用它來(lái)玩煎蛋的游戲。

很顯然，當(dāng)晶體管數(shù)量增加導(dǎo)致功耗增長(zhǎng)超過(guò)性能增長(zhǎng)速度后，處理器的可靠性就會(huì)受到致命性的影響。就連戈登摩爾本人似乎也依稀看到了“主頻為王”這條路的盡頭——2005年4月，他曾公開(kāi)表示，引領(lǐng)半導(dǎo)體市場(chǎng)接近40年的“摩爾定律”，在未來(lái)10年至20年內(nèi)可能失效。

多核心CPU解決方案(多核)的出現(xiàn)，似乎給人帶來(lái)了新的希望。早在上世紀(jì)90年代末，就有眾多業(yè)界人士呼吁用CMP(單芯片多處理器)技術(shù)來(lái)替代復(fù)雜性較高的單線程CPU。IBM、惠普、Sun等高端服務(wù)器廠商，更是相繼推出了多核服務(wù)器CPU。不過(guò)，由于服務(wù)器價(jià)格高、應(yīng)用面窄，并未引起大眾廣泛的注意。

直到AMD搶先手推出64位處理器后，英特爾才想起利用“多核”這一武器進(jìn)行“帝國(guó)反擊戰(zhàn)”。2005年4月，英特爾倉(cāng)促推出簡(jiǎn)單封裝雙核的奔騰D和奔騰四至尊版840。AMD在之后也發(fā)布了雙核皓龍(Opteron)和速龍(Athlon) 64 X2和處理器。但真正的“雙核元年”，則被認(rèn)為是2006年。這一年的7月23日，英特爾基于酷睿(Core)架構(gòu)的處理器正式發(fā)布。2006年11月，又推出面向服務(wù)器、工作站和高端個(gè)人電腦的至強(qiáng)(Xeon)5300和酷睿雙核和四核至尊版系列處理器。與上一代臺(tái)式機(jī)處理器相比，酷睿2 雙核處理器在性能方面提高40%，功耗反而降低40%。作為回應(yīng)，7月24日，AMD也宣布對(duì)旗下的雙核Athlon64 X2處理器進(jìn)行大降價(jià)。由于功耗已成為用戶(hù)在性能之外所考慮的首要因素，兩大處理器巨頭都在宣傳多核處理器時(shí)，強(qiáng)調(diào)其“節(jié)能”效果。英特爾發(fā)布了功耗僅為50瓦的低電壓版四核至強(qiáng)處理器。而AMD的“Barcelona”四核處理器的功耗沒(méi)有超過(guò)95瓦。在英特爾高級(jí)副總裁帕特基辛格(Pat Gelsinger)看來(lái)，從單核到雙核，再到多核的發(fā)展，證明了摩爾定律還是非常正確的，因?yàn)椤皬膯魏说诫p核，再到多核的發(fā)展，可能是摩爾定律問(wèn)世以來(lái)，在芯片發(fā)展歷史上速度最快的性能提升過(guò)程”。

以上就是小編這次想要和大家分享的有關(guān)處理器的內(nèi)容，希望大家對(duì)本次分享的內(nèi)容已經(jīng)具有一定的了解。如果您想要看不同類(lèi)別的文章，可以在網(wǎng)頁(yè)頂部選擇相應(yīng)的頻道哦。