雙核電腦:具有雙CPU的電腦-中文百科頻道

雙核簡介

雙核電腦簡單理解就是具有雙CPU的電腦。早先的CPU裡面有一個核心處理部件，現在的雙CPU意味着有兩個核心部件。如你的雙核電腦CPU是奔騰D820,主頻是2.8G，就相當于你有兩個1.4G的CPU。單CPU電腦在運行單一任務時，隻有一個核心部件能運算，在處理多任務時，一般是時間分段處理，而雙核則可以同時處理。此外，雙核處理器在處理單任務時，第二個核心也會不停地運算，這樣，你的工作效率就成倍增加了。

雙核處理器是指在一個處理器上集成兩個運算核心，從而提高計算能力。“雙核”的概念最早是由IBM、HP、Sun等支持RISC架構的高端服務器廠商提出的，不過由于RISC架構的服務器價格高、應用面窄，沒有引起廣泛的注意。

最近逐漸熱起來的“雙核”概念，主要是指基于X86開放架構的雙核技術。在這方面，起領導地位的廠商主要有AMD和Intel兩家。其中，兩家的思路又有不同。AMD從一開始設計時就考慮到了對多核心的支持。所有組件都直接連接到CPU，消除系統架構方面的挑戰和瓶頸。兩個處理器核心直接連接到同一個内核上，核心之間以芯片速度通信，進一步降低了處理器之間的延遲。而Intel采用多個核心共享前端總線的方式。專家認為，AMD的架構對于更容易實現雙核以至多核，Intel的架構會遇到多個内核争用總線資源的瓶頸問題。

雙核與雙芯(Dual Core Vs. Dual CPU)

AMD和Intel的雙核技術在物理結構上也有很大不同之處。AMD将兩個内核做在一個Die（晶元）上，通過直連架構連接起來，集成度更高。Intel則是将放在不同Die（晶元）上的兩個内核封裝在一起，因此有人将Intel的方案稱為“雙芯”，認為AMD的方案才是真正的“雙核”。從用戶端的角度來看，AMD的方案能夠使雙核CPU的管腳、功耗等指标跟單核CPU保持一緻，從單核升級到雙核，不需要更換電源、芯片組、散熱系統和主闆，隻需要刷新BIOS軟件即可，這對于主闆廠商、計算機廠商和最終用戶的投資保護是非常有利的。

客戶可以利用其現有的90納米基礎設施，通過BIOS更改移植到基于雙核心的系統。計算機廠商可以輕松地提供同一硬件的單核心與雙核心版本，使那些既想提高性能又想保持IT環境穩定性的客戶能夠在不中斷業務的情況下升級到雙核心。在一個機架密度較高的環境中，通過在保持電源與基礎設施投資不變的情況下移植到雙核心，客戶的系統性能将得到巨大的提升。在同樣的系統占地空間上，通過使用雙核心處理器，客戶将獲得更高水平的計算能力和性能。

雙核處理器

早在上個世紀末，HP和IBM就已經提出雙核處理器的可行性設計，并成功推出了擁有雙内核的HP PA8800和IBM Power4處理器。如IBM eServer pSeries 690或HP 9000服務器上都采用了此類技術。

雙核處理器即是基于單個半導體的一個處理器上擁有兩個一樣功能的處理器核心。換句話說，将兩個物理處理器核心整合入一個核中。企業IT管理者們也一直堅持尋求增進性能而不用提高實際硬件覆蓋區的方法。多核處理器解決方案針對這些需求，提供更強的性能而不需要增大能量或實際空間。

雙核心處理器技術的引入是提高處理器性能的有效方法。因為處理器實際性能是處理器在每個時鐘周期内所能處理器指令數的總量，因此增加一個内核，處理器每個時鐘周期内可執行的單元數将增加一倍。在這裡我們必須強調一點的是，如果你想讓系統達到最大性能，你必須充分利用兩個内核中的所有可執行單元:即讓所有執行單元都有活可幹!

但因為它們相當昂貴的，所以從來沒得到廣泛應用。比如擁有128MB L3緩存的雙核心IBM Power4處理器的尺寸為115x115mm，生産成本相當高。因此，我們不能将IBM Power4和HP PA8800之類雙核心處理器稱為AMD即将發布的雙核心處理器的前輩。

目前，x86雙核處理器的應用環境已經頗為成熟，大多數操作系統已經支持并行處理，目前大多數新或即将發布的應用軟件都對并行技術提供了支持，因此雙核處理器一旦上市，系統性能的提升将能得到迅速的提升。因此，目前整個軟件市場其實已經為多核心處理器架構提供了充分的準備。

雙核的優點

雙核解決方案的兩大優點是提高處理器性能和增強處理器功能。

雙核心技術的引入是提高處理器性能另一個行之有效的方法。因為處理器實際性能是處理器在每個時鐘周期内所能處理指令數的總量，因此增加一個内核，處理器每個時鐘周期内可執行的單元數将增加一倍。但隻有充分利用兩個内核中的所有可執行單元，才能使系統達到最大性能。而這就要靠軟件開發者的努力，而不是依靠處理器開發者們。另外，由于受生産技術限制，傳統的通過提升工作頻率來提升處理器性能的做法在雙核處理器上也将面臨嚴重阻礙。

引入雙核心的架構也将可以全面增加處理器的功能性。雙處理器架構的引入和微軟下一代Longhorn操作系統将在很大程度上促進虛拟技術的發展。這些技術在20006- 2007年将成為下一代計算機系統的主要特征。目前廠商們已經推出了異曲同工的虛拟化技術，如英特爾的Vanderpool（面向個人電腦）、 Silvervale（面向服務器）技術和AMD Pacifica技術。

虛拟化技術可以讓一台物理計算機虛拟出若幹個虛拟的系統，這些虛拟系統能使用同樣的PC資源獨立工作。換句話說，這些技術應該允許用戶在他們的PC上使用超過一個操作系統，以便每個操作系統解決特定的運算任務。比如，一個虛拟系統能夠掃描病毒，另外的虛拟系統則可以執行應用程序，文字處理或者玩遊戲。

雖然雙核甚至多核芯片有機會成為處理器發展史上最重要的改進之一。需要指出的是，雙核處理器面臨的最大挑戰之一就是處理器能耗的極限!性能增強了，能量消耗卻不能增加。根據著名的湯氏硬件網站得到的文件顯示，代号Smithfield的CPU熱設計功耗高達130瓦，比現在的Prescott處理器再提升13%。由于今天的能耗已經處于一個相當高的水平，我們需要避免将CPU作成一個“小型核電廠”，所以雙核甚至多核處理器的能耗問題将是考驗AMD與Intel的重要問題之一。

關于多核處理器，從全球範圍内看，AMD在對客戶的理解和對輸出最符合客戶需求的産品方面的理念走在Intel的前面，從上世紀九十年代起就一直計劃着這一重大進展，它第一個宣布了在單處理器上安置多個核心的想法。