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双核处理器单核到CMP的过渡

发布日期:2018-01-30点击量:

 

  双核处理器是在应对单核处理器性能不足而提出的一种新型处理器,从类型来看,双核处理器的设计与发展处于单核向多核发展过度期内,它继承了单核处理器的诸多设计,也重新按照多核处理器的设计原则重新设计。

  双核处理器是在应对单核处理器性能不足而提出的一种新型处理器,从类型来看,双核处理器的设计与发展处于单核向多核发展过度期内,它继承了单核处理器的诸多设计,也重新按照多核处理器的设计原则重新设计。因此,在不同体系结构下,不同厂家的双核产品差异较大,其主要有两种:

   1)、具有两个核心的双核心处理器模块。如IntelDempsey(5000系列)。

   2)、基于CMP设计思想设计的双核处理器,在X86处理器中的IntelWoodcrest(5100系列)、AMD第一代/第二代处理器,在RISC中的Power处理器和IntelItanium处理器。

Intel5000双核心处理器

   1)、Intel5000(Dempsey)处理器结构与功能。

   2)、Intel5000系列处理规格。

5000系列(Dempsey)是由两颗Nocona处理器简单封装在一个处理器上,5100系列是Intel新开发的基于Core微架构的真正意义的双核产品。

   3)、双路双核产品系统架构。

   4)、Dempsey的局限性与设计特点。

Dempsey的主要是因为它由两个独立的单核心处理器直接封装在一个Socket之上,导致同一个Socket之上的两个核的数据通信只能通过北桥实现,无疑加重了FSB的压力,进而导致FSB冲突严重。另外Dempsey采用传统的基于北桥的设计思想,其系统架构的劣势也导致了Dempsey平台的整体的不足,在SPEC官方网站所公布SPECCPU2000的测试数据中就可以清楚看到,3.73GHz的Dempsey性能最高的处理器5080整型整机吞吐能力(SPEC2000_int_rate:82.4)与浮点整机吞吐能力(SPEC2000_fp_rate:65)与频率仅有5080一半(1.86GHz)Woodcrest5120处理器在整机吞吐能力(82)和浮点整机吞吐能力(65)相当。

Dempsey处理器是Intel公司快速实现多核心处理器的一种有效的方法。在由双核向四核的发展中,其四核处理器Clovertown采用了类似Demspey的设计思想,直接将两颗Woodcrest处理器封装在一个Socket之中。

基于CMP设计的双核处理器

    1、IntelWoodcrest(5100系列)处理器及系统架构

      Intel5100(Woodcrest)处理器结构与功能

     产品规格

     系统架构

Woodcrest的5大技术

Woodcrest是Intel新推出的基于Core微架构的双核处理器,它所推出的5大关键技术是Woodcrest取得巨大成功的关键,其5大技术如下:

  宽动态执行;

  高级数字多媒体技术;

  高级智能缓存技术(共享4MBL2);

  高级内存访问技术;

  节能技术。

   2、AMDOpteron第二代双核处理器及系统架构

AMDOpteron双核处理器结构及演变。

  在CPU内部集成内存控制器,处理核心、内存及HT总线通过高速的XBar交换数据,CPU间和CPU与IO间通过串型HT总线连接在一起。目前集成内存控制器的设计在RISC处理器的设计较为常见,通过集成内存控制器后,其CPU到内存延迟较小,带宽大,可以对性能有较大的提高。AMDOpteron双核处理器是在单核处理器的基础上发展而来,单核处理器设计思想基本上按照CMP设计。因此,可以想象,AMD4核心的Opteron处理器将与单、双核具有极大的结构类似性。

  从系统架构上来看,AMDOpteron处理器的直联架构设计实现从双路、四路到八路服务器的覆盖,尤其在4路及8路时,其直联架构性能优势尤其明显。这一切都得力于AMD基于HyperTransport串型直联架构的实现,也是Opteron基于CMP设计而获得高性能的原因所在。



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