主流双核微处理器技术分析及性能对比.ppt

主流双核微处理器

技术分析及性能对比陈丰李宏量孙瑜杰2006-06-26引言-背景一直以来,处理器的频率就像夜空中最耀眼的星星,吸引着人们的目光.在90年代,频率对于处理器来说简直就是性能的唯一标尺.长久以来CPU在摩尔定律指引下保持高速发展:CPU速度每18个月提高一倍,而价格下降为原来的二分之一.频率提高遭遇瓶颈当处理器的频率进入了“G”时代后，频率对于处理器综合性能的影响力开始减弱。1AMD的低频产品同样可以拥有其标称值(PR)性能，Intel用于迅驰平台的低频移动处理器也能够轻松击败其自家的高频产品。2产生问题在现有工艺下,普通单核心处理器的频率难于提升,性能没有质的飞跃,反而在功耗散热、良品率以及成本的控制上给厂商带来了众多难题。由于频率难于提升，Intel在发布3.8GHz的产品以后只得宣布停止4GHz的产品计划；而AMD在实际频率超过2GHz以后也无法大幅度提升，3GHz成为了AMD无法逾越的一道坎。新技术引入-双/多核心处理器所谓双核心处理器，简单地说就是在一块CPU基板上集成两个处理器核心，并通过并行总线将各处理器核心连接起来。01双核心并不是一个新概念，而只是CMP(ChipMultiProcessors，单芯片多处理器)中最基本、最简单、最容易实现的一种类型。02其实在RISC处理器领域，双核心甚至多核心都早已经实现,但此时双核心处理器架构还都是在高端的RISC领域.直到前不久Intel和AMD相继推出自己的双核心处理器，双核心才真正走入了主流的X86领域。0301040203Intel向厂商提供的资料中，Intel把双核心原理形象的比喻为一名厨师。一位厨师在同一时间只能做出一道美味的菜肴，因此客人点的下一道菜必需等上一道菜完成后才可以继续。虽然我们可以进行多项任务，但实际上每一个线程只能处理一个工作.Intel把它比喻作原始人只懂起一个炉头做饭。而Intel的Hyper-Threading就好比一个厨师用两手同一时间熟两个食物，虽然效率会比单线称处理好些，但还是有很多限制。而双核心就好比两个厨师分开煮两个食物，效率当然比Hyper-Threading更佳，另外Intel的双核心还会拥有Hyper-Threading技术，即代表两个厨师两只手，同一时间可以运作四个线程。技术剖析-Intel篇Intel目前的桌面平台双核心处理器代号为Smithfield，基本上可以简单看作是把两个Pentium4所采用的Prescott核心整合在同一个处理器内部，两个核心共享前端总线，每个核心都拥有独立的1MB二级缓存，两个核心加起来一共拥有2MB。由于处理器中的两个内核都拥有独立的缓存，因此必须保证每个物理内核的缓存信息必须保持一致，否则就会出现运算错误。12例如在系统的内存数据区记录着A＝1；如果Core1对此数据区进行读写操作，并且改写为A＝0，那么Core2的cache也必须进行更新，把A更新为0，否则的话，在以后的操作中数据就会出错。01此即cache数据的一致性问题，双核心处理器需要“仲裁器”来作协调。02Intel将这个协调工作交给了北桥芯片：两个核心需要同步更新处理器内缓存的数据时，需要通过前端总线再通过北桥作更新。03技术剖析-AMD篇AMD的技术架构为实现双核和多核奠定了坚实的基础,其Athlon64处理器内部整和了内存控制器,在当初Athlon64设计时就为双核心做了考虑。AMD采用了SRQ(SystemRequestQueue,系统请求队列)技术,在工作的时候每一个核心都将其请求放在SRQ中,当获得资源之后请求将会被送往相应的执行核心,所以其缓存数据的一致性不需要通过北桥芯片,直接在处理器内部就可以完成。AMD双核心处理器的仲裁器是在CPU内部而不是在北桥芯片上，所以在主板芯片组的选择上要比Intel双核心处理器要宽松得多，甚至可以说与主板芯片组无关。logo由于成本方面考虑,目前AMD是采用双核心共享单内存控制器的做法。开启双核关闭双核TMPGEncPlus测试01TMPGEncPlus是一个视频音频压缩、转换软件，这类软件往往由于专业性较强而较早的提供了对多处理器的支持。02分别在双核状态下运行单个任务和双个任务,观察CPU使用情况用时:3分37秒*