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双核技术讨论：英特尔的双核心架构硬件技术教程 英特尔的处理器发展计划近来发生了相当戏剧性地改变。英特尔公司过去常常首先会通过提升频率来提高产品的性能，结果现在这条路已经行不通了。最初英特尔之所以认为在Pentium 4、Xeon处理器采用的核心架构能正常工作高频率下，那是他们采用长执行管线设计的原因。然而，当频率大幅度增加时出现了一些意料之外的问题。 　　这些问题主要是英特尔改用90nm生产技术后出现的：基于Prescott核心的处理器在高频率下不能很好地工作，尽管显著增加执行管线的长度。功耗太高、电泄漏问题的加剧等等问题都是处理器频率提升路上的障碍，所有的一切都促使英特尔改变了他们的计划。 　　因此，在今年英特尔将首先将精力来增加其产品的功能而非性能。而正是在这种观点指导下双核处理器诞生了，它应该成为支持虚拟化技术的新一代计算机系统的一个基础。而且在一些情况中双核心架构也能提升此类系统的性能。英特尔之所以如此迫切推出双核处理器概念，主要是因为他们也深切感受到以前的“频率”之路已经行不通，至少目前来说。而且因为双核心架构的推出，英特尔甚至放弃策划已久Tejas系列发展计划。英特尔工程师认为，研发双核处理器将比继续改进普通NetBurst处理器更富有成效。 　　英特尔已经根据不同市场需要制定了不同的双核处理器发展计划：代号为“Napoleon”的发展计划(但愿不要象当年拿破仑惨败滑铁卢！)。在2004，65%以上的桌面平台支持虚拟的双核心架构，这一切都得益于英特尔的HyperThreading技术，不过移动处理器市场并没有此类简单解决方案。英特尔宣称未来情况将有所改善，在2006年他们有70%以上的台式处理器及70%以上的移动处理器都将采用双核心架构。至于服务器处理器，在2006年将在超过85%的处理器采用双核或多核架构。 　　不同于AMD的双核计划，英特尔采用不同的市场策略来将推出双核处理器。英特尔这个处理器巨头将不首先走工作站和服务器市场，而是最先推出桌面双核处理器解决方案。目前英特尔在台式处理器上已经落后于AMD，AMD在去年已经成功对台式处理器提速，英特尔处理器由于受众多生产技术问题困扰提速缓慢。 　　这正是英特尔如此迫切推出台式双核处理器的原因：它第一款采用双核架构的处理器将在今年第三季度发布。这些处理器的研发代号为Smithfield，它们的主要竞争对象将是AMD的顶级台式处理器，明年中旬AMD此类处理器的型号将延伸到“4200+”，性能也将更强劲。英特尔希望双核架构能显著提升它们台式处理器的性能，而且此种性能优势能保持到基于4核心或更多核心架构的处理器出现前。 　　目前英特尔已经没有时间开发更适合双核处理器的新架构，因此Smithfield处理器采用2个Prescott核心及90nm生产技术生产。Smithfield内核实际上由于两个独立的2独立的Prescott核心组成，每个核心拥有独立的1MB L2缓存及执行单元，同时Smithfield处理器将象目前Prescott核心P4一样支持800MHz FSB总线。因此Prescott处理器的所有功能几乎可以在Smithfield上看到。不过，由于Smithfield核内需要增一个“arbiter stc”仲裁装置来协调两个核心的工作，因此Smithfield的核心尺寸将是Prescott核心的2.1倍，而不是人们猜测的两倍。 　　理论上，核心尺寸的增加功耗也随之水涨船高。然而英特尔暗示采用LGA775封装的 Smithfield处理器的最大功耗将不会超出130W。象AMD的双核心处理器一样，英特尔也是采用降低工作频率来降低双核处理器的功耗。从相关资料来看，Smithfield处理器的最大工作频率将为3.2GHz，，比目前基于Prescott核心P4的最大频率低了16%。 　　不过，Smithfield处理器的性能要超越目前单核P4的仍有相当难度。例如AMD宣称其双核处理器的性能将比单核处理器有显著提升，因为它们都是针对服务器和工作站市场需要进行设计的。此类计算机系统的应用程序往往针对对称多处理系统开发了，支持多线程运算。 　　至于双核心Smithfield处理器，它的市场定位为：普通台式处理器，尽管目前桌面PC操作系统已经支持多线程处理已经有很长时日了，但众多应用程序并不支持，其中游戏应用程序的情况最为糟糕：目前支持多线程运算的游戏寥寥无几。这将带来一个问题：在很多桌面平面的应用程序中，Smithfield的性能将比目前基于单个Prescott核心的P4要慢。正是为了减小这种负面影响、缩小这种差距，英特尔甚至放弃了推出4GHz的Prescott Pentium 4处理器。然而我们猜测，这牺牲仍然是不能的彻底解决这个问题。 　　因此为了让Smith