文章描述：-2022年3月13日發(作者：杭鴻志)【硬件技術全攻略――雙核ＣＰＵ】 8核6核4核雙核cpu是什么意思 在2007年的本欄目中，我們為廣大讀者介紹了計算機主要組成部件的硬件知識。隨著科技的飛速發展，計算機硬件技術也是日新月異的發展。其中CPU的工藝水平越來越先進，運算能力也是越來越強。從最早的單核CPU，到超線程技術，再到目前的雙核CPU以及多核CPU，可以說CPU的性能
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2022年3月13日發(作者：杭鴻志)
【硬件技術全攻略――雙核ＣＰＵ】 8核6核4核雙核cpu是
什么意思
在2007年的本欄目中，我們為廣大讀者介紹了計
算機主要組成部件的硬件知識。隨著科技的飛速發展，計算機硬件技術也是日新月
異的發展。其中CPU的工藝水平越來越先進，運算能力也是越來越強。從最早的單
核CPU，到超線程技術，再到目前的雙核CPU以及多核CPU，可以說CPU的性能提
升是以幾何數量提高的。 一、雙核CPU的由來 隨著CPU主頻
的不斷增長、工藝線寬的不斷縮小，CPU散熱、電流泄露、熱噪等問題變得越來越
棘手，單純的主頻提升已經遭遇瓶頸，因此CPU廠商開始尋求新的發展方向，雙核
CPU電腦應運而生。降低功耗成為了雙核設計的一個重要因素。英特爾和AMD采用
這項技術的真正原因，不是因為雙核是一種突然出現的一種優秀創意。實際上，芯
片廠商本可以非常滿足地不斷推出速度越來越快的單核處理器。但是，這種做法是
不可行的，因為隨著時鐘速度超過3GHz，單核處理器開始消耗過多的功率。英特
爾在2005年取消了計劃中的4.0GHz“Tejas”處理器，因為該芯片的功耗可能超
過100W。隨著功耗的上升，超快單核芯片的冷卻代價也越來越高，它要求采用更
大的散熱器和更有力的風扇，以保持其工作溫度。利用雙核方案，既可以繼續改善
處理器性能，又可以暫時避開功耗和散熱難題。AMD商業解決方案主管也表示：“這
是因為，作為處理器廠商，這是我們能夠在一定的功耗范圍內提高性能的唯一途
徑?！? 雙核CPU究竟有何過人之處，吸引芯片巨頭不遺余力地推動雙核技術
呢？在過去，處理性能的飛躍依賴于處理器主頻的提升，但是隨著散熱等問題日益
嚴重，主頻升級的思路逐漸顯得捉襟見肘。而雙核心技術的引入是提高處理器性能
另一個行之有效的辦法。處理器實際性能是處理器在每個時鐘周期內所能處理的指
令數總量，因此增加一個內核，處理器每個時鐘周期內可執行的單元數將增加一倍，
這將大大提升處理器的工作效率。而且，雙核CPU所具備的兩個物理核心是相對獨
立的，每個核心都可以擁有獨立的一、二級緩存、寄存器、運算單元，可以使兩個
獨立進程互不干擾。 雙核CPU超越了傳統的單核CPU的技術局限，借助兩顆
“心臟”所具有的高性能和多任務優勢，我們可以更加輕松地創建數字內容，進行
多任務處理。另外，雙核電腦可以做到在前臺創建專業數字內容和撰寫，
同時在后臺運行防火墻軟件或者從網上下載音頻文件。有業內人士表示，雙核CPU
的誕生為PC廠商打開了一扇門，這是一個極具前景的應用領域。 二、
AMD雙核心處理 器的簡介 AMD目前的桌面平臺雙核心處理器代號
為Toledo和Manchester，基本上可以簡單看作是把兩個Athlon 64所采用的Venice
核心整合在同一個處理器內部，每個核心都擁有獨立的512KB或1MB二級緩存，兩
個核心共享Hyper Transport，從架構上來說相對于目前的Athlon 64架構并沒有
任何改變。 與Intel的雙核心處理器不同的是，由于AMD的Athlon 64處理
器內部整和了內存控制器，而且在當初Athlon 64設計時就為雙核心做了考慮，但
是仍然需要仲裁器來保證其緩存數據的一致性。AMD在此采用了SRQ(System
Request Queue，系統請求隊列)技術，在工作的時候每一個核心都將其請求放在
SRQ中，當獲得資源之后請求將會被送往相應的執行核心，所以其緩存數據的一致
性不需要通過北橋芯片，直接在處理器內部就可以完成。與Intel的雙核心處理器
相比，其優點是緩存數據延遲得以大大降低。 AMD目前的桌面平臺雙核心處
理器是Athlon 64 X2，其型號按照PR值分為3800+至4800+等幾種，同樣采用90nm
制程，Socket 939接口，支持1GHz的Hyper Transport，當然也都支持雙通道內
存技術。 由于AMD雙核心處理器的仲裁器是在CPU內部而不是在北橋芯片上，
所以在主板芯片組的選擇上要比Intel雙核心處理器要寬松得多，甚至可以說與主
板芯片組無關。理論上來說，任何Socket 939的主板通過更新BIOS都可以支持
Athlon 64 X2。對普通消費者而言，這樣可以保護已有的投資，而不必象Intel
雙核心處理器那樣需要同時升級主板。 三、AMD雙核心架構 剖析
從架構上來看，Athlon 64 X2除了多個“芯”外與目前的Athlon 64并沒有任何
區別。Athlon 64 X2的大多數技術特征、功能與目前市售的、基于AMD64架構的
處理器是一樣的，而且這些雙核心處理器仍將使用1GHz HyperTransport總線與芯
片組連接及支持雙通道內存技術。 實際上Toledo核心就相當于是兩個San
Diego核心的Athlon 64處理器的集成，至于Manchester自然就相當于兩個Venice
核心了―這也就是說，雙核心的Athlon 64 X2處理器均將支持SSE3指令集。 另
外，我們不難發現的是，AMD的臺式雙核心處理器的頻率與其單核心產品基本上處
于同一水平上―這一點與Intel非常不一樣(Intel目前頻率最高的桌面單核心處
理器達到了3.8GHz，而其最高頻率的雙核心處理器只不過3.2GHz)。當然這并不難
理解，因為Athlon 64處理器，特別是采用了90nm SOI工藝的Athlon 64處理器
的發熱量要比Intel的高頻率的Prescott核心處理器要低不少，所以自然可以采
用比較高的工作頻率了(當然從頻率的角度來看，Athlon 64 X2也還是低于Pentium
D的)。 由于Intel受發熱量限制目前的雙核心處理器最高只有3.2GHz，因此
在性能上肯定要比AMD的 Athlon 64 X2要低一些。不過Pentium D不如Athlon64
X2的地方并不僅僅只有這方面而已。 AMD的雙核心方案面臨一個重要的問題，
就是隨著第二核心的出現，對內存與IO帶寬的資源將會出現爭奪，如何解決好這
個問題是AMD雙核心處理器的性能的關鍵問題之一。 與Pentium D不同的是，
Athlon 64 X2的兩個內核并不需要通過外部FSB通信這一途徑。Athlon 64 X2內
部整合了一個System Request Queue(SRQ)仲裁裝備，每一個核心將其請求放在SRQ
中，當獲得資源之后請求將會被送往相應的執行核心，所有的過程都在CPU核心范
圍之內完成。 AMD雙核心強調是真正將兩個核心?入整合在一個硅晶內核上，
可以真正發揮雙核心效率，不像對手的產品事實上為兩個Packet的設計，會有兩
個核心之間傳輸瓶頸的問題。因此Athlon 64 X2的架構要優于Pentium D架構，
尤其是在高負載的多線程多任務的環境下，AMD的處理器將會表現出比Intel的
處理器更好的性能。 此外，隨著第二核心的出現，對內存與IO帶寬的資源
將會出現爭奪，如何解決好這個問題是AMD雙核心處理器的性能的關鍵問題之一。
AMD信引入了Crossbar控制器，這個全新的控制器結合優化的系統請求隊列，可
以有效的降低這個問題的危害性。 AMD處理器集成的內存控制器在進化到雙
核心時代表現出來的優勢更加明顯，低延時的內存控制器使得對CPU的緩存的依賴
也大幅減少，在這樣的情況下，在日后過渡到多核心的時候，需要考慮的問題更多
的是基于各個核心之間的連接。我們可以看到，兩個核心所采用的L2緩存也是分
別獨享的，也就是兩個L2緩存中保存的數據是一致的。 本文為全文原貌 未
安裝PDF瀏覽器用戶請先下載安裝 原版全文 實際的可利用容量和
一個核心的L2緩存容量是相同的，這一點和Intel一樣。與Intel有所不同的是，
AMD方案的兩個核心之間的通信是通過處理器內部的Crossbar實現的。相比之下
Intel的Pentium D處理器的核心之間的通信則是需要通過芯片組的MCH來進行。
這顯然比AMD的方案要帶來更多的延遲時間。不過AMD的架構也并非十全十美，雙
核心處理器仍然只支持雙通道DDR400內存無疑是一個有些令人遺憾的地方。兩個
處理器核心自然需要更大的內存帶寬。要解決這個矛盾，只能使用全新的針腳設計，
DDR2是一個不錯的選擇。 Athlon 64 X2這樣的設計還有一個好處，那就是如
果打算支持新的雙內核處理器的話，對舊平臺而言唯一的要求就是升級到最新
BIOS就可以了，這將大大降低平臺的應用、升級成本。當然AMD沿用以前的內存
控制器也是有很大的好處的，那就是雙核心的Athlon 64 X2處理器可以在目前幾
乎所有的Socket 939主板上使用。這方面AMD有著Intel無可比擬的優勢。因為
以前的915925主板并不能支持Intel的雙核心處理器。 此外，與Pentium D
是通過降低頻率來降低功耗不同，同樣采用90nm生產技術的Athlon 64 X2似乎并
不需要面臨這樣的問題。這都得益于AMD在Athlon 64 X2處理器上所采用的“Dual
Stress Liner”應變硅技術。Dual Stress Liner技術是由AMD和IBM聯合開發的，
據稱可以將半導體晶體管的響應速度提高24％。 事實上，DSL很類似于英特
爾在90nm生產技術中引入的應變硅技術。我們都知道，晶體管越微細化，運行速
度就越高，但同時也會引發泄漏電流增加、開關效率降低，從而導致耗電和發熱量
的增加。而DSL通過向晶體管的硅層施加應力，同時實現了速度的提高與耗電量的
降低。 與Intel使用的應變硅不同，來自AMD和IBM的DSL能夠被用于兩種
類型的晶體管：MOS和PMOS(具有n和p通道)而無需使用極難獲得的硅鍺層，硅
鍺層會增加成本，并且有可能影響芯片的產量。DSL這種雙重性，讓它比英特爾的
應變硅更有效，DSL可以將晶體管的響應速度提升24％，而應變硅能提供的最大改
進在15-20％。 并且更重要的是，AMD和IBM這項新技術對產量及生產成本并
沒有任何負面影響。由于在生產時無需使用新的生產方法，所以使用標準生產設備
和材料便可迅速展開量產。另外，配合使用硅絕緣膜構造(SOI，絕緣體上硅)與應
變硅，還可生產性能更高、耗電更低的晶體管。AMD工程師們表示，DSL和SOI一
起結合可以讓Athlon 64處理器的頻率潛力有大約16％的增長。而Athlon 64 X2
的初始頻率與目前Athlon 64持平上也可以看到DSL技術的確很有效。 當然，
AMD也將在未來轉移更先進的65nm生產線上，改進他們的內存控制器來對DDR2，
DDR3和FB-DIMM等高性能內存提供支持，也將開始使用更快的HyperTransport 2.0
總線，及更有效的節能降耗技術。 四、Intel雙核心構架 剖析
AMD的“真偽雙核論”雖無法立足，但它點出的英特爾雙核處理器可能出現前端總
線資源爭搶的問題是否真是實情呢？對此，英特爾表示：“AMD并不了解我們的產
品和我們將來產品的技術走向，對自己的競爭對手及其產品妄加猜測和評論的行為
是不值得贊賞的?！盇MD曾經指出奔騰至尊版是兩個核心共享一個二級緩存，這就
是一個非常明顯的錯誤。事實上，奔騰至尊版和奔騰D都是每個核心配有獨享的一
級和二級緩存，不同的是英特爾將雙核爭用前端總線的任務仲裁功能放在了芯片組
的北橋芯片中。 按照“離得越近、走得越快”的集成電路設計原則，把這些
功能組件集成在處理器中確實可以提高效率，減少延遲。不過，在臺式機還不可能
在短期內就支持4個內核和更多內核的現實情況下，只要有高帶寬的前端系統總
線，就算把這些任務仲裁組件外置，對于雙核處理器的臺式機來說帶來的延遲和性
能損失也是微乎其微的。 英特爾945和955系列芯片組目前可提供800MHz
和1066MHz前端總線，如果是供一個四核處理器使用，那肯定會造成資源爭搶，但
對于雙核來說，這個帶寬已經足夠了。英特爾認為目前雙核系統中的主要瓶頸還是
內存、IO總線和硬盤系統，提升這些模塊的速度才能使整個系統的計算平臺更加
均衡?；谶@種設計思路，英特爾在945和955系列芯片組中加強了對PCI-Express
總線的支持，增加了對更高速DDR2內存的支持，對SATA的支持速度增加了一倍由
1.5Gbs升級3Gbs，進一步增加了磁盤陣列RAID 5和RAID 10的支持。 此
外，英特爾奔騰至尊版有一個獨門“絕活”，那就是雙核心加超線程的架構，這種
架構可同時處理四個線程，這讓它在多任務多線程的應用中具有明顯優勢。而且
CMP與SMT（同時多線程，英特爾超線程就是一種SMT技術）的結合是業界公認的
處理器重要發展趨勢，最早推出雙核處理器的IBM也是這一趨勢的推動者。 英
特爾之所以在奔騰至尊版和奔騰D上采用共享前端總線的雙核架構，還是出于雙核
架構自身的緊湊設計和生產進程方面的考慮，這種架構使英特爾能夠迅速推出全系
列的雙核處理器家族，加快雙核處理器的產品化，而且它帶來的成本優勢也大大降
低了奔騰至尊版、奔騰D與現有主流單核處理器――奔騰4系列的差價，有利于雙
核處理器在PC市場上的迅速普及。 五、雙核心技術與超 線程技術
的區別 超線程技術已經不是什么新技術了，但讀者可能與雙核心技術區
分不開。例如開啟了超線程技術的Pentium 4 530與Pentium D 530在操作系統中
都同樣被識別為兩顆處理器，它們究竟是不是一樣的呢？其實，可以簡單地把雙核
心技術理解為兩個“物理”處理器，是一種“硬”的方式；而超線程技術只是兩個
“邏輯”處理器，是一種“軟”的方式。 從原理上來說，超線程技術屬于
Intel版本的多線程技術。這種技術可以讓單CPU擁有處理多線程的能力，而物理
上只使用一個處理器。超線程技術為每個物理處理器設置了兩個入口
AS(Architecture State，架構狀態)接口，從而使操作系統等軟件將其識別為兩個
邏輯處理器。這兩個邏輯處理器像傳統處理器一樣，都有獨立的IA-32架構，它們
可以分別進入暫停、中斷狀態，或直接執行特殊線程，并且每個邏輯處理器都擁有
APIC(Advanced Programmable Interrupt Controller，高級可編程中斷控制器)。
雖然支持超線程的Pentium 4能同時執行兩個線程，但不同于傳統的雙處理器平臺
或雙內核處理器，超線程中的兩個邏輯處理器并沒有獨立的執行單元、整數單元、
寄存器甚至緩存等等資源。它們在運行過程中仍需要共用執行單元、緩存和系統總
線接口。在執行多線程時兩個邏輯處理器均是交替工作，如果兩個線程都同時需要
某一個資源時，其中一個要暫停并要讓出資源，要待那些資源閑置時才能繼續。因
此，超線程技術所帶來的性能提升遠不能等同于兩個相同時鐘頻率處理器帶來的性
能提升?？梢哉fIntel的超線程技術僅可以看做是對單個處理器運算資源的優化利
用。 而雙核心技術則是通過“硬”的物理核心實現多線程工作：每個核心擁
有獨立的指令集、執行單元，與超線程中所采用的模擬共享機制完全不一樣。在操
作系統看來，它是實實在在的雙處理器，可以同時執行多項任務，能讓處理器資源
真正實現并行處理模式，其效率和性能提升要比超線程技術要高得多，不可同日而
語。 以上介紹了雙核CPU的一些相關知識，下期我們將對其它硬件的知識介
紹給我們的廣大讀者。 本文為全文原貌 未安裝PDF瀏覽器用戶請先下載安
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【硬件技術全攻略――雙核ＣＰＵ】 8核6核4核雙核cpu是
什么意思
在2007年的本欄目中，我們為廣大讀者介紹了計
算機主要組成部件的硬件知識。隨著科技的飛速發展，計算機硬件技術也是日新月
異的發展。其中CPU的工藝水平越來越先進，運算能力也是越來越強。從最早的單
核CPU，到超線程技術，再到目前的雙核CPU以及多核CPU，可以說CPU的性能提
升是以幾何數量提高的。 一、雙核CPU的由來 隨著CPU主頻
的不斷增長、工藝線寬的不斷縮小，CPU散熱、電流泄露、熱噪等問題變得越來越
棘手，單純的主頻提升已經遭遇瓶頸，因此CPU廠商開始尋求新的發展方向，雙核
CPU電腦應運而生。降低功耗成為了雙核設計的一個重要因素。英特爾和AMD采用
這項技術的真正原因，不是因為雙核是一種突然出現的一種優秀創意。實際上，芯
片廠商本可以非常滿足地不斷推出速度越來越快的單核處理器。但是，這種做法是
不可行的，因為隨著時鐘速度超過3GHz，單核處理器開始消耗過多的功率。英特
爾在2005年取消了計劃中的4.0GHz“Tejas”處理器，因為該芯片的功耗可能超
過100W。隨著功耗的上升，超快單核芯片的冷卻代價也越來越高，它要求采用更
大的散熱器和更有力的風扇，以保持其工作溫度。利用雙核方案，既可以繼續改善
處理器性能，又可以暫時避開功耗和散熱難題。AMD商業解決方案主管也表示：“這
是因為，作為處理器廠商，這是我們能夠在一定的功耗范圍內提高性能的唯一途
徑?！? 雙核CPU究竟有何過人之處，吸引芯片巨頭不遺余力地推動雙核技術
呢？在過去，處理性能的飛躍依賴于處理器主頻的提升，但是隨著散熱等問題日益
嚴重，主頻升級的思路逐漸顯得捉襟見肘。而雙核心技術的引入是提高處理器性能
另一個行之有效的辦法。處理器實際性能是處理器在每個時鐘周期內所能處理的指
令數總量，因此增加一個內核，處理器每個時鐘周期內可執行的單元數將增加一倍，
這將大大提升處理器的工作效率。而且，雙核CPU所具備的兩個物理核心是相對獨
立的，每個核心都可以擁有獨立的一、二級緩存、寄存器、運算單元，可以使兩個
獨立進程互不干擾。 雙核CPU超越了傳統的單核CPU的技術局限，借助兩顆
“心臟”所具有的高性能和多任務優勢，我們可以更加輕松地創建數字內容，進行
多任務處理。另外，雙核電腦可以做到在前臺創建專業數字內容和撰寫，
同時在后臺運行防火墻軟件或者從網上下載音頻文件。有業內人士表示，雙核CPU
的誕生為PC廠商打開了一扇門，這是一個極具前景的應用領域。 二、
AMD雙核心處理 器的簡介 AMD目前的桌面平臺雙核心處理器代號
為Toledo和Manchester，基本上可以簡單看作是把兩個Athlon 64所采用的Venice
核心整合在同一個處理器內部，每個核心都擁有獨立的512KB或1MB二級緩存，兩
個核心共享Hyper Transport，從架構上來說相對于目前的Athlon 64架構并沒有
任何改變。 與Intel的雙核心處理器不同的是，由于AMD的Athlon 64處理
器內部整和了內存控制器，而且在當初Athlon 64設計時就為雙核心做了考慮，但
是仍然需要仲裁器來保證其緩存數據的一致性。AMD在此采用了SRQ(System
Request Queue，系統請求隊列)技術，在工作的時候每一個核心都將其請求放在
SRQ中，當獲得資源之后請求將會被送往相應的執行核心，所以其緩存數據的一致
性不需要通過北橋芯片，直接在處理器內部就可以完成。與Intel的雙核心處理器
相比，其優點是緩存數據延遲得以大大降低。 AMD目前的桌面平臺雙核心處
理器是Athlon 64 X2，其型號按照PR值分為3800+至4800+等幾種，同樣采用90nm
制程，Socket 939接口，支持1GHz的Hyper Transport，當然也都支持雙通道內
存技術。 由于AMD雙核心處理器的仲裁器是在CPU內部而不是在北橋芯片上，
所以在主板芯片組的選擇上要比Intel雙核心處理器要寬松得多，甚至可以說與主
板芯片組無關。理論上來說，任何Socket 939的主板通過更新BIOS都可以支持
Athlon 64 X2。對普通消費者而言，這樣可以保護已有的投資，而不必象Intel
雙核心處理器那樣需要同時升級主板。 三、AMD雙核心架構 剖析
從架構上來看，Athlon 64 X2除了多個“芯”外與目前的Athlon 64并沒有任何
區別。Athlon 64 X2的大多數技術特征、功能與目前市售的、基于AMD64架構的
處理器是一樣的，而且這些雙核心處理器仍將使用1GHz HyperTransport總線與芯
片組連接及支持雙通道內存技術。 實際上Toledo核心就相當于是兩個San
Diego核心的Athlon 64處理器的集成，至于Manchester自然就相當于兩個Venice
核心了―這也就是說，雙核心的Athlon 64 X2處理器均將支持SSE3指令集。 另
外，我們不難發現的是，AMD的臺式雙核心處理器的頻率與其單核心產品基本上處
于同一水平上―這一點與Intel非常不一樣(Intel目前頻率最高的桌面單核心處
理器達到了3.8GHz，而其最高頻率的雙核心處理器只不過3.2GHz)。當然這并不難
理解，因為Athlon 64處理器，特別是采用了90nm SOI工藝的Athlon 64處理器
的發熱量要比Intel的高頻率的Prescott核心處理器要低不少，所以自然可以采
用比較高的工作頻率了(當然從頻率的角度來看，Athlon 64 X2也還是低于Pentium
D的)。 由于Intel受發熱量限制目前的雙核心處理器最高只有3.2GHz，因此
在性能上肯定要比AMD的 Athlon 64 X2要低一些。不過Pentium D不如Athlon64
X2的地方并不僅僅只有這方面而已。 AMD的雙核心方案面臨一個重要的問題，
就是隨著第二核心的出現，對內存與IO帶寬的資源將會出現爭奪，如何解決好這
個問題是AMD雙核心處理器的性能的關鍵問題之一。 與Pentium D不同的是，
Athlon 64 X2的兩個內核并不需要通過外部FSB通信這一途徑。Athlon 64 X2內
部整合了一個System Request Queue(SRQ)仲裁裝備，每一個核心將其請求放在SRQ
中，當獲得資源之后請求將會被送往相應的執行核心，所有的過程都在CPU核心范
圍之內完成。 AMD雙核心強調是真正將兩個核心?入整合在一個硅晶內核上，
可以真正發揮雙核心效率，不像對手的產品事實上為兩個Packet的設計，會有兩
個核心之間傳輸瓶頸的問題。因此Athlon 64 X2的架構要優于Pentium D架構，
尤其是在高負載的多線程多任務的環境下，AMD的處理器將會表現出比Intel的
處理器更好的性能。 此外，隨著第二核心的出現，對內存與IO帶寬的資源
將會出現爭奪，如何解決好這個問題是AMD雙核心處理器的性能的關鍵問題之一。
AMD信引入了Crossbar控制器，這個全新的控制器結合優化的系統請求隊列，可
以有效的降低這個問題的危害性。 AMD處理器集成的內存控制器在進化到雙
核心時代表現出來的優勢更加明顯，低延時的內存控制器使得對CPU的緩存的依賴
也大幅減少，在這樣的情況下，在日后過渡到多核心的時候，需要考慮的問題更多
的是基于各個核心之間的連接。我們可以看到，兩個核心所采用的L2緩存也是分
別獨享的，也就是兩個L2緩存中保存的數據是一致的。 本文為全文原貌 未
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一個核心的L2緩存容量是相同的，這一點和Intel一樣。與Intel有所不同的是，
AMD方案的兩個核心之間的通信是通過處理器內部的Crossbar實現的。相比之下
Intel的Pentium D處理器的核心之間的通信則是需要通過芯片組的MCH來進行。
這顯然比AMD的方案要帶來更多的延遲時間。不過AMD的架構也并非十全十美，雙
核心處理器仍然只支持雙通道DDR400內存無疑是一個有些令人遺憾的地方。兩個
處理器核心自然需要更大的內存帶寬。要解決這個矛盾，只能使用全新的針腳設計，
DDR2是一個不錯的選擇。 Athlon 64 X2這樣的設計還有一個好處，那就是如
果打算支持新的雙內核處理器的話，對舊平臺而言唯一的要求就是升級到最新
BIOS就可以了，這將大大降低平臺的應用、升級成本。當然AMD沿用以前的內存
控制器也是有很大的好處的，那就是雙核心的Athlon 64 X2處理器可以在目前幾
乎所有的Socket 939主板上使用。這方面AMD有著Intel無可比擬的優勢。因為
以前的915925主板并不能支持Intel的雙核心處理器。 此外，與Pentium D
是通過降低頻率來降低功耗不同，同樣采用90nm生產技術的Athlon 64 X2似乎并
不需要面臨這樣的問題。這都得益于AMD在Athlon 64 X2處理器上所采用的“Dual
Stress Liner”應變硅技術。Dual Stress Liner技術是由AMD和IBM聯合開發的，
據稱可以將半導體晶體管的響應速度提高24％。 事實上，DSL很類似于英特
爾在90nm生產技術中引入的應變硅技術。我們都知道，晶體管越微細化，運行速
度就越高，但同時也會引發泄漏電流增加、開關效率降低，從而導致耗電和發熱量
的增加。而DSL通過向晶體管的硅層施加應力，同時實現了速度的提高與耗電量的
降低。 與Intel使用的應變硅不同，來自AMD和IBM的DSL能夠被用于兩種
類型的晶體管：MOS和PMOS(具有n和p通道)而無需使用極難獲得的硅鍺層，硅
鍺層會增加成本，并且有可能影響芯片的產量。DSL這種雙重性，讓它比英特爾的
應變硅更有效，DSL可以將晶體管的響應速度提升24％，而應變硅能提供的最大改
進在15-20％。 并且更重要的是，AMD和IBM這項新技術對產量及生產成本并
沒有任何負面影響。由于在生產時無需使用新的生產方法，所以使用標準生產設備
和材料便可迅速展開量產。另外，配合使用硅絕緣膜構造(SOI，絕緣體上硅)與應
變硅，還可生產性能更高、耗電更低的晶體管。AMD工程師們表示，DSL和SOI一
起結合可以讓Athlon 64處理器的頻率潛力有大約16％的增長。而Athlon 64 X2
的初始頻率與目前Athlon 64持平上也可以看到DSL技術的確很有效。 當然，
AMD也將在未來轉移更先進的65nm生產線上，改進他們的內存控制器來對DDR2，
DDR3和FB-DIMM等高性能內存提供支持，也將開始使用更快的HyperTransport 2.0
總線，及更有效的節能降耗技術。 四、Intel雙核心構架 剖析
AMD的“真偽雙核論”雖無法立足，但它點出的英特爾雙核處理器可能出現前端總
線資源爭搶的問題是否真是實情呢？對此，英特爾表示：“AMD并不了解我們的產
品和我們將來產品的技術走向，對自己的競爭對手及其產品妄加猜測和評論的行為
是不值得贊賞的?！盇MD曾經指出奔騰至尊版是兩個核心共享一個二級緩存，這就
是一個非常明顯的錯誤。事實上，奔騰至尊版和奔騰D都是每個核心配有獨享的一
級和二級緩存，不同的是英特爾將雙核爭用前端總線的任務仲裁功能放在了芯片組
的北橋芯片中。 按照“離得越近、走得越快”的集成電路設計原則，把這些
功能組件集成在處理器中確實可以提高效率，減少延遲。不過，在臺式機還不可能
在短期內就支持4個內核和更多內核的現實情況下，只要有高帶寬的前端系統總
線，就算把這些任務仲裁組件外置，對于雙核處理器的臺式機來說帶來的延遲和性
能損失也是微乎其微的。 英特爾945和955系列芯片組目前可提供800MHz
和1066MHz前端總線，如果是供一個四核處理器使用，那肯定會造成資源爭搶，但
對于雙核來說，這個帶寬已經足夠了。英特爾認為目前雙核系統中的主要瓶頸還是
內存、IO總線和硬盤系統，提升這些模塊的速度才能使整個系統的計算平臺更加
均衡?；谶@種設計思路，英特爾在945和955系列芯片組中加強了對PCI-Express
總線的支持，增加了對更高速DDR2內存的支持，對SATA的支持速度增加了一倍由
1.5Gbs升級3Gbs，進一步增加了磁盤陣列RAID 5和RAID 10的支持。 此
外，英特爾奔騰至尊版有一個獨門“絕活”，那就是雙核心加超線程的架構，這種
架構可同時處理四個線程，這讓它在多任務多線程的應用中具有明顯優勢。而且
CMP與SMT（同時多線程，英特爾超線程就是一種SMT技術）的結合是業界公認的
處理器重要發展趨勢，最早推出雙核處理器的IBM也是這一趨勢的推動者。 英
特爾之所以在奔騰至尊版和奔騰D上采用共享前端總線的雙核架構，還是出于雙核
架構自身的緊湊設計和生產進程方面的考慮，這種架構使英特爾能夠迅速推出全系
列的雙核處理器家族，加快雙核處理器的產品化，而且它帶來的成本優勢也大大降
低了奔騰至尊版、奔騰D與現有主流單核處理器――奔騰4系列的差價，有利于雙
核處理器在PC市場上的迅速普及。 五、雙核心技術與超 線程技術
的區別 超線程技術已經不是什么新技術了，但讀者可能與雙核心技術區
分不開。例如開啟了超線程技術的Pentium 4 530與Pentium D 530在操作系統中
都同樣被識別為兩顆處理器，它們究竟是不是一樣的呢？其實，可以簡單地把雙核
心技術理解為兩個“物理”處理器，是一種“硬”的方式；而超線程技術只是兩個
“邏輯”處理器，是一種“軟”的方式。 從原理上來說，超線程技術屬于
Intel版本的多線程技術。這種技術可以讓單CPU擁有處理多線程的能力，而物理
上只使用一個處理器。超線程技術為每個物理處理器設置了兩個入口
AS(Architecture State，架構狀態)接口，從而使操作系統等軟件將其識別為兩個
邏輯處理器。這兩個邏輯處理器像傳統處理器一樣，都有獨立的IA-32架構，它們
可以分別進入暫停、中斷狀態，或直接執行特殊線程，并且每個邏輯處理器都擁有
APIC(Advanced Programmable Interrupt Controller，高級可編程中斷控制器)。
雖然支持超線程的Pentium 4能同時執行兩個線程，但不同于傳統的雙處理器平臺
或雙內核處理器，超線程中的兩個邏輯處理器并沒有獨立的執行單元、整數單元、
寄存器甚至緩存等等資源。它們在運行過程中仍需要共用執行單元、緩存和系統總
線接口。在執行多線程時兩個邏輯處理器均是交替工作，如果兩個線程都同時需要
某一個資源時，其中一個要暫停并要讓出資源，要待那些資源閑置時才能繼續。因
此，超線程技術所帶來的性能提升遠不能等同于兩個相同時鐘頻率處理器帶來的性
能提升?？梢哉fIntel的超線程技術僅可以看做是對單個處理器運算資源的優化利
用。 而雙核心技術則是通過“硬”的物理核心實現多線程工作：每個核心擁
有獨立的指令集、執行單元，與超線程中所采用的模擬共享機制完全不一樣。在操
作系統看來，它是實實在在的雙處理器，可以同時執行多項任務，能讓處理器資源
真正實現并行處理模式，其效率和性能提升要比超線程技術要高得多，不可同日而
語。 以上介紹了雙核CPU的一些相關知識，下期我們將對其它硬件的知識介
紹給我們的廣大讀者。 本文為全文原貌 未安裝PDF瀏覽器用戶請先下載安
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