基本介紹
- 中文名：英特爾多核心處理器架構
- 類型：多核心處理器架構
- 品牌：英特爾
- 特點 ：為其分配相應的執行資源
架構由來,使用說明,實現方式,長期戰略,發展藍圖,架構處理器,
架構由來
在 1989 年 10 月發行的《IEEE 綜覽》中，刊出了一篇題為“2000 年微處理器前瞻（Microprocessors Circa 2000）”的文章。該文預言多核心處理器在世紀之交的幾年中投放市場。該論文由四位英特爾公司的技術人員聯合發表，其作者包括數字企業事業部副總裁兼總經理帕特·基辛格先生。他運用摩爾定律對未來進行了大膽預測。15 年後，他們的預測已經成為不爭的事實。多核心處理器性能的開發已經成為英特爾的重要業務和產品活動之一。
長期以來，英特爾始終堅持不懈地致力於提高計算平台的整體性能，為用戶提供價值更高、功能更強的個人電腦。大約在1997年前，英特爾加快了平台水平的提升步伐，開始推出基礎技術和特性，期望為廣大用戶帶來更大的利益。這些基礎特性可以創造更大的價值，具有更強的功能。它們被逐漸納入到英特爾制定的均衡平台遠景計畫當中，超越了原來的千兆赫茲（GHz）目標。英特爾重新調整了公司戰略，把資源從單純提升頻率的項目中轉移出來，開始多核架構領域的開發。在 2000 年經濟低迷時期，英特爾仍堅持提升製造能力，為此進行了大量的投資。由此，英特爾具備了卓越的處理器（包括多核心處理器）製造能力，可在保持高產量的同時，有效控制成本及價格。
多核心處理器性能是英特爾以平台為中心方案的核心。多核心處理器可以提升性能、降低功耗，能夠有效地同步處理多個任務。多核心處理器具備的這些特性，為用戶帶來了超凡的家庭和商務使用體驗。
使用說明
實際上，這種晶片內部架構的實施理念就是“分解處理”戰略。多核心處理器可以分解傳統微處理器中由單個英特爾奔騰微處理核心處理的任務，分攤到多個執行核心中完成。於是，在一定的時鐘周期內，多核心處理器可以執行更多的任務。因此，多核心處理器設計可以改善用戶的整體使用體驗。但是，要實現這一改善，就必須對平台中運行的軟體進行重新編寫，使其具有在多個執行核心間分配任務的功能。這一功能被稱作執行緒級並行處理能力或“執行緒”。支持該功能的套用和作業系統，（諸如Microsoft Windows* XP），被稱作“執行緒（threaded）套用”或“多執行緒（multithreaded）套用”。
英特爾四核心處理器圖解
英特爾四核心處理器圖解具有執行緒級並行處理能力的處理器可以完全獨立地執行代碼執行緒。即可以同時處理套用中的一個執行緒和作業系統中的一個執行緒，或可以同時處理單個套用中的多個並行執行緒。（多媒體套用尤其適合執行緒級並行處理，因為它們的很多運算指令都可以並行運行。）
由於軟體開發商還不斷地開發運用此構架的執行緒套用，因此多核心處理器勢必在家庭和工作場所中，為電腦用戶帶來全新的使用體驗。換言之，多核心處理器可以提高用戶在多任務環境中的使用體驗。在此類環境中，多個前台套用與後台套用同時運行，如病毒防護與安全、無線、管理、壓縮、加密和同步等。
為數字家庭和企業帶來優勢 英特爾認為，在多核心處理器上運行時，受益於執行緒技術的大部分套用都會表現出極強的性能擴展能力。此類軟體包括多媒體套用（即內容創建、編輯，以及本地和流媒體回放）、科學套用，以及計算機輔助設計（CAD）和計算機輔助製造（CAM）軟體包。
從多任務角度來看，在任何環境下均可提升多核處理，改善電腦的回響能力。如用戶同時處理兩個或多個套用，後台處理之間互相“競爭”，或後台處理與用戶套用之間互相“競爭”的情況下，多核處理都可以縮短電腦的回響時間。
2002 年，英特爾委託哈里斯互動（Harris Interactive）公司進行了一項調查。該調查顯示，76% 的計算機用戶偶爾或經常在計算機上同時處理多個任務；90% 的用戶在嘗試使用電腦執行多個處理器占用率大的任務時會遇到問題。其中包括畫面停頓、延時、宕機、分屏和音頻失真。近 60% 的受訪用戶稱，當他們等待計算機執行某一功能時，會感到厭煩。因此，他們會同時在計算機上執行其它任務。
多任務處理場景非常簡單。其複雜程度與家庭用戶在使用數字錄像機錄製電視節目的同時進行照片編輯類似。在企業環境中，用戶可以在後台運行防毒套用軟體的同時，下載大型的軟體程式。
實現方式
要在整個行業中實現多核處理性能，就必須滿足製程技術和多核心處理器製造能力（矽核尺寸必須滿足批量生產的要求）兩方面的要求。
英特爾具有雄厚的實力，可以滿足這兩個方面的要求：英特爾具有優秀的製程和能力，可以在其各個產品領域中，實現雙核心處理器的批量製造。英特爾預計，2006 年 85% 以上的伺服器處理器，和 70% 以上的移動和台式英特爾奔騰處理器家族均採用雙核技術。
英特爾在 2001 年至 2003 年間，共投資 280 億美元作為研發費用。這一戰略決策幫助英特爾實現了上述全球目標。英特爾公司的產品已經從單核過渡到雙核或多核，晶圓尺寸已經縮小到 300 毫米，擁有 90 納米和 65 納米的製程和大量的製造工廠，這些成就證明了這一投資的價值。
英特爾還認識到，作業系統（Windows XP、Windows Server、各個 Linux*廠商的產品等）均已支持執行緒功能，能夠充分利用超執行緒（HT）技術和多核技術的優勢。此外，英特爾還極力倡導軟體廠商按照插座授權產品，而不要根據執行核心數量進行授權。微軟公司宣布按照插槽數量出售作業系統（而不是核心數量），英特爾公司對這一做法表示贊同，同時希望其行業中的其它廠商可以積極回響微軟的這一決定。
英特爾公司的多個事業部已經聯合起來，共同推動多核計畫的實施。其中最重要的是英特爾軟體和解決方案事業部（SSG）。該事業部是一個全球性的大型機構，與第三方軟體開發商和解決方案提供商展開了積極合作，幫助它們設計出能夠完全發揮英特爾架構優勢的產品，從而為最終用戶創造巨大的價值。早在推出超執行緒（HT）技術之前，英特爾軟體和解決方案事業部就已經啟動了執行緒支持計畫。該計畫旨在為軟體開發商提供基於超執行緒（HT）技術的開發平台；之後，再向它們提供基於多核技術的開發平台。英特爾軟體和解決方案事業部還提供一整套強大的執行緒工具、編譯器和其它性能調試工具套件與白皮書，以幫助軟體開發商在其代碼中提升執行緒級並行處理能力。英特爾公司還對英特爾 解決方案中心進行了大量的投資。該解決方案中心是全球性的專業技術中心。套用廠商可以在該中心內現場辦公，以進一步最佳化針對最新英特爾技術（包括硬體增強執行緒）設計的產品。
推動多核心業務計畫的其它英特爾事業部包括：解決方案市場開發事業部（SMDG），該部門致力於推廣基於英特爾架構的企業解決方案；英特爾戰略投資事業部，英特爾戰略投資計畫負責對其它有關公司進行投資。其投資對象必須符合以下條件：該公司的產品和服務能夠填補英特爾公司自身產品線、生產能力和產量方面的不足。
長期戰略
英特爾在並行處理涉及和硬體增強執行緒功能開發方面，已經具有多年的歷史。在由英特爾設計師 Gelsinger、Paolo Gargini 博士、Gerhard Parker 和 Albert Yu 於 1989 年編寫的《2000 年微處理器前瞻》（Microprocessors, Circa 2000）*（PDF 542KB）中，對其硬體增強執行緒功能進行了多次公開討論。儘管英特爾對這一領域的研究在該論文發表之前就已經開始。但是該論文的發表標誌著英特爾首次公開發表多核心處理器的概念。
正如基辛格的預測，英特爾執行緒技術（包括多核技術）的發展一直按照摩爾定律的指引逐步前進。自英特爾公司創始人戈登·摩爾於 1965 年提出摩爾定律之後 40 多年來，人們對該理論進行了各種不準確的註解。定律預測每 18 至 24 個月，半導體製造商單枚處理器上電晶體的數量會翻一番。英特爾始終堅持摩爾定律中 18 到 24 個月的周期理論，並致力於超越傳統意義上的兆赫茲和千兆赫茲性能，實現“均衡平台”，以實現更大的價值。
發展藍圖
代號為“Montecito”的雙核英特爾 安騰處理器是第一款套用在伺服器平台上的雙核處理器。該處理器採用 90 納米製程，計畫於 2005 年下半年推出。此外，下一代“Montecito”晶片上裝配超過 17 億個電晶體和 24MB 的高級快取。英特爾計畫於 2006 年第一季度推出兩款具有英特爾64 位擴展技術的雙核心英特爾 至強處理器，這兩款產品專門為雙處理器和多處理器平台進行了最佳化。
按照英特爾的計畫，第一款移動雙核處理器（代碼為“Yonah”）應在 2005 年交付盈利；於 2006 年開始批量生產。該處理器設計基於移動最佳化微體系結構，採用 65 納米製程，具有電源管理功能和增強的性能，可以運行眾多要求苛刻的套用和多執行緒套用。
英特爾認識到，市場對於具備適當類型計算能力和性能的平台的需求持續攀升。15 年後，用戶對電腦性能的要求會截然不同。這一演變過程可能包括對套用和搜尋功能認識的大幅度提高，這些功能可以無縫用於信息挖掘、支持明智的和基於數據的決策。
隨著這些和其他新興消費者以及一些業務使用模型日漸成為主流，他們對計算能力的需求會不斷提高。藉助超執行緒（HT）技術、雙核處理器、以及最後的多核心處理器來改進平台性能的綜合執行緒戰略，對提升性能至關重要。放眼未來，英特爾繼續致力於對技術的研發和推廣，以實現均衡平台，繼而為所有市場領域中的用戶帶來利益。
架構處理器
英特爾四核心四處理器架構晶片Tigerton
另一方面，Tigerton四核心伺服器處理器系統，還使用全新的Clarksboro晶片組，該晶片組淘汰了傳統的雙獨立bus架構，並且更換為四核心晶片組連結，從而提高了整體系統的運算能力。英特爾的四處理器伺服器架構中，兩塊處理器不得不共享一條晶片組通道，這也造成系統的瓶頸。英特爾表示，到2007年的時候，公司四核心處理器晶片總銷量預計突破100萬塊，其中包括Kentsfield四核心處理器，以及Clovertown處理器。
英特爾四核心四處理器架構X5365 和L5335
英特爾稱，二款晶片套用於伺服器和工作站，其中X5365是行業首款時鐘頻率為3.0GHz的四核處理器，功耗120瓦標準封裝，前端匯流排1333MHz;L5335處理器的時鐘頻率為2.0GHz，功耗50瓦，前端匯流排與X5365相同。
許多系統製造商支持英特爾新的四核處理器，其中包括戴爾、富士通-西門子、惠普、IBM和其他超過40家賣主。2007年8月，英特爾的四核至強X5365處理器的價格為1172美元，L5335處理器的價格為380美元。
多核處理器2010年將達到32核
英特爾將在2010年推出核心數量多達32個的CPU，讓家用機也能享受超強的性能。
此前有訊息稱，英特爾在明年就將推出4核處理器，未來其核心的數量還將成倍的增長，同時，英特爾預計到2006年，70%的多功能桌上型與移動處理器以及85%的伺服器處理器，都將是多核晶片，同期間的轉換還有65納米結構，到2008年，多功能晶片的速度將是目前單核心Pentium 4的十倍。
據悉，這種海量核心處理器產品，將極大程度上提高晶片性能，並且幫助企業運行更為複雜的應用程式。另一方面，憑藉超多核心技術，晶片產品的功耗也將降低許多，多核心技術可以保證在使用最小功耗的前提下，最大化產品的性能。
多核強調擴展性 Intel和AMD新品戰提前上演
回顧第一代的多核心處理器還只是停留在多個核心整合在一起時，英特爾和AMD正在著手努力改善多核晶片內的可擴展性。周二在史丹福大學召開的Hot Chips大會上，IBM、富士通、AMD和Intel等眾多晶片製造商將其多核伺服器處理器的最新進展，多核之戰悄然到來....
8核心伺服器處理器“Nehalem-EX”
8核心伺服器處理器“Nehalem-EX”而最值得關注的是，在Intel和AMD多核心處理器的競爭中，從多核心競爭的起點開始，Intel就將兩個Proscott單核心封裝在一起變成了奔騰D，將兩個酷睿雙核心封裝在一起變成了四核心。為此，AMD多次質疑Intel的“假”，宣傳自己的“真”，這次AMD也將這種“假”進行到底。
英特爾8核“巧遇”Magny-Cours
AMD在處理器領域一直在拉近與英特爾的距離。在Hot Chips大會上發布有關其Magny-Cours處理器的技術細節很好證明了這一點。Magny-Cours是一個單執行緒的12核晶片，由兩組6核晶片單獨封裝，並由AMD的Hyper Transport技術相連線。這款晶片以一條法國摩托賽道命名，同時寓意著多核心的意思（many cores），將在2010年年初正式發布。
