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CPU发展:从单核到多核技术的变革

【摘要】:众所周知,Intel和AMD公司一直是CPU市场的领跑者,他们早期研发的产品都是单核的。多核化趋势正在改变计算机时代的面貌,跟传统的单核CPU相比,多核CPU带来了更强的并行处理能力、更强的计算密度和更低的时钟频率,并大大减少了散热和功耗。例如Intel公司结束了使用长达12年之久的Pentium处理器,推出了Core 2Duo和Core 2Quad品牌以及最新的Core i3、Core i5和Core i7,目前最新的Core i7采用的是64位四核心CPU。图2.5三星公司发布的ARM处理器

众所周知,Intel和AMD公司一直是CPU市场的领跑者,他们早期研发的产品都是单核的。为了提高CPU的性能,两大公司都致力于提高CPU的主频,当提高主频之路遇到重重阻碍时,Intel和AMD意识到单靠提升时钟频率是不可能设计出新一代的CPU的,最具实际意义的方式是增加CPU处理核心的数量。

(1)多核处理器

多核处理器开创于2005年春季,其标志是Intel发布的Pentium D,而AMD紧随其后发布了Athlon芯片。和之前的Pentium 4相比,Pentium D处理器采用的是双核心。所谓双核心就是在一块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。随着市场需求和技术水平的提高,处理器的主流产品又由双核处理器逐渐过渡到多核处理器。

多核化趋势正在改变计算机时代的面貌,跟传统的单核CPU相比,多核CPU带来了更强的并行处理能力、更强的计算密度和更低的时钟频率,并大大减少了散热和功耗。目前在芯片厂商的产品线中,双核、四核甚至八核CPU都已经占据了主要地位。例如Intel公司结束了使用长达12年之久的Pentium处理器,推出了Core 2Duo和Core 2Quad品牌以及最新的Core i3、Core i5和Core i7,目前最新的Core i7采用的是64位四核心CPU。

(2)ARM处理器

相对于AMD与Intel,ARM显然还是一个相对陌生的名词,而多数人也会好奇,ARM架构生产的应用处理器到底跟Intel、AMD的有什么不同呢?(www.chuimin.cn)

ARM(Advanced RISC Machines),既可被认为是一个公司的名称,也可被认为是对一类微处理器的通称。ARM处理器采用的是RISC(Reduced Instruction Set Computer,精简指令集计算机)架构,而Intel所主导的处理器采用的是CISC(Complex Instruction Set Computer,复杂指令集计算机)架构。在CISC指令集的各种指令中,大约有20%的指令会被反复使用,占整个程序代码的80%,而余下的80%的指令却不经常被使用。RISC架构优先选取使用频率最高的简单指令,避免复杂指令,将指令长度固定,并减少指令格式和寻址方式种类。

目前ARM处理器主要适用于智能手机平板电脑(图2.5所示的是三星公司发布的ARM处理器),而Intel和AMD的处理器主要适用于个人计算机。ARM处理器的功耗低,它的散热量几乎是PC处理器发热量的1/100到1/25。

图2.5 三星公司发布的ARM处理器