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四核优势 - 四核处理器简介

2012年03月02日 15:11 本站整理 作者:秩名 用户评论(0

  四核优势

  高性能运算

  四核Clovertown核心处理器同样采用酷睿微体系架构,可以把Clovertown核心简单理解成为两个Woodcrest双核心的结合,采用这种架构具体优势表现在:服务器可以更快速、更低的功耗运行,创新技术可以保证系统安全稳定的运行,同时还可以为企业节省大笔开支。 根据英特尔的资料显示:Core微架构拥有双核心、64bit指令集、4发射的超标量体系结构和乱序执行机制等技术,支持36bit的物理寻址和48bit的虚拟内存寻址,支持包括SSE4在内的Intel所有扩展指令集。Core微架构的每个内核拥有32KB的一级指令缓存、32KB的双端口一级数据缓存,2个内核共同拥有4MB共享式二级缓存。而在将来,英特尔很可能会对Core进行改良,以支持多核处理器的快速发展。在技术方面有如下几点提升:英特尔宽位动态执行技术、英特尔高级智能高速缓存、英特尔智能内存访问、英特尔智能功率管理技术。通过这些技术可以让四核处理器的性能大幅提升。官方提供的Sunguard软件模拟测试中,双核平台5120处理器用了22.83秒,升级到四核后,新平台完成该项测试仅花了14.33秒。四核处理器完成用时仅15秒,双核处理器用时为23秒,处理方面时间快了8秒,性能提高53%,Clovertown处理器在性能再次得到了证明。

  低功耗

  一般来说,核心越多功耗也就越多的说法是正确的。首先四核处理器需要集成更多的晶体管数量,传统90纳米制成的Prescott核心晶体管总数是1亿2500万个,最新的Woodcrest双核心处理器晶体管规模将突破3亿个,显然传统的90纳米制成是无法满足四核所需要的晶体管数量的,因此Intel新一代的四核处理器必须采用65纳米制成生产。

  除此之外,采用90纳米制程的处理器泄漏电流现象严重,这直接导致了处理器的功耗过高,所谓泄漏电流也就是指晶体管不管导通还是截止(开关),均有电流流动。要想减少电流的流失,就必须提高电子迁移率,或者减少泄漏电流通道等泄漏电流降低技术的生产线,这些必须要借助65nm技术才能完成。不仅如此,Intel在新一代的处理器中都内建省电机制,也就是SpeedStep技术,在专业产品中加上DBS(Demand-Based Switching,依需求切换)技术。总体来看CPU省电的功能也是用类似的方式运作,这需要主板BIOS与 操作系统及处理器驱动程序的支持。驱动程序会监督系统工作的负载情况,当工作需求低时,处理器会自动降低核心频率与作业电压,当操作系统需要更多效能时,频率就会增加。英特尔的提供SpeedStep技术只有二个频率等级:最大与SpeedStep速度。

  与双核心系统相比,四核计算机在高负载情况下的耗电与热度要略高一些,但在正常情况下大多数四核处理器的功耗要低于双核处理器的功耗,并且获得较高的性能提升。举一个例子:同样为1.86GHz主频的三颗至强处理器,分别是双核Xeon5120功耗65瓦特、四核E5320功耗80瓦特、L5320功耗是50瓦特,相比较来看四核系统温度与耗电会增加15~20%,同时工作负载的处理时间减少15~40%,当需求减少后,计算机可以更快返回低耗电模式,此状态下的耗电只比双核心多出一些,而双核心会在较高耗电状态下保持较长的时间。如果是长期使用四核处理器将为用户节约更多的电能。

  虚拟化技术

  Intel虚拟化技术(Intel Virtualization Technology)是Intel所设计和制造硅芯片技术的顶级元素之一,其中提供崭新且进一步增强的计算机运算技术,可以为家庭用户、商业用户以及信息管理人员实现更多的优势。

  在市场上用户可以使用到的技术包括:Intel超线程(HT)技术和Intel EMT64位扩展技术;在今后按照规划Intel还将推出主动管理技术(Intel Active Management Technology)以及LaGrande技术(将着重于系统管理以及安全性)。

  Intel虚拟化技术的优势是,可以在同一平台的独立数据分割上,执行多个操作系统和应用程序。有了虚拟化技术,同一部计算机就可以有多个“虚拟”系统的分身功能。同时虚拟化技术全面地增强了Intel平台功能,让以软件为基础的解决方案在稳定性和执行效能方面,都能显著提升。

  在企业管理中,管理员可以针对不同单位所管理的PC群,隔离出不同的区块,以进行系统升级和维护,而完全不影响客户端用户的工作。信息管理人员可以配置一部商用个人系统,从而有效隔离软件的加载和病毒的攻击;还可以配置一部能够执行不同操作系统和软件的计算机,以应变不同的需求或支持旧版软件。此技术还可以有效整合多部服务器成为一个整体,在同一服务器上直接执行不同的应用程序和操作系统,让管理员的工作效率 (例如服务器的整合、旧系统的转移以及安全性防护工作) 能够提升。

  家庭用户可以通过虚拟化技术配置虚拟分区,为多位使用者隔离系统环境,例如:将特定资源个别保留给计算机游戏、办公软件、个人数字视频等工作,从而更有效地杜绝病毒或黑客软件的入侵。Intel虚拟化技术包含一系列的硬件增强技术,同时搭配著名软件开发商研发的软件,使Intel服务器和客户端平台能够有效、稳定地发挥虚拟化解决方案。

  Intel虚拟化技术是Intel技术发展蓝图中不可或缺的基础组成,其中的焦点在于提升虚拟化技术和计算机运算的安全性,提供以硬件为基础之虚拟化解决方案,更广阔的升级空间。只要结合适当的软件,Intel虚拟化技术即可提升虚拟化解决方案的可靠性和支持范围,增强服务器的整合性和容错移转功能。针对客户端平台,Intel虚拟化技术可以协助最佳化软件提供更稳健的基础,使客户端虚拟化分割区的可用性和安全性更优异。

  服务器应用

  任何一种新技术的出现都会给市场带来新的发展机遇,而英特尔四核技术的发布标志着四核时代的全面来临,给服务器市场带来重大的改观与变化。

  对四核而言,最大的改观就是四核处理器将四个独立的处理器集成在一个芯片上,允许芯片同步处理四项不同的任务,从而大幅提升处理器的计算能力,以及由此带来的应用整合的便利与管理成本的降低。四核服务器有以下几大优势:

  其一,四核带来更大的性能改善。跟单核比,四核有了50%以上的性能提升,同时在XEN虚拟软件的配合下,四核系统又将有2倍以上的性能提升,提高了计算性能和计算密度,也就是说四核CPU中的一个核的性能比以往一个单核处理器的性能还要高;其二,大为降低能耗。随着对服务器体系结构创新和优化设计、电源功耗、散热体系设计、智能管理等方面的改善,全方位降低用户后期运营成本,总体使用成本至少比双核下降30%,用更少的资源获得更大的回报;其三,系统基本能做到兼容。从双核到四核,并不是系统迁移过程,它们之间能兼容并蓄。因为四核与双核采用相同的平台,有稳定的延续性,除了CPU变动外,双核平台下的软硬件仍然可以继续使用,这就减少用户更换服务器的成本;其四,推动应用的整合。四核产品的高效,能有效简化客户现有IT结构与推动应用整合,“多路四核+虚拟化”解决方案将使以前数据和系统的各自为政、数据孤立、系统单独管理的问题将不存在,另外,规模膨胀带来的配电、散热等硬件问题和各种软件问题所引发的宕机现象,也将日益减少。

  政府机关、高等院校、科研机构、石油、天气预报、IDC、电信、证券等大规模应用单位将是四核服务器的主要市场,能更出色地发挥其高运算性能、高集成度的特点与作用。

  产品分类

  Intel四核处理器

  英特尔总裁兼首席执行官Paul Otellini表示,面向服务器和台式电脑的四核处理器将在2006年年底推出,而不是原先计划的2007年第一季度。Paul Otellini指出,服务器和游戏是两个可用到四核优势的市场,因为可供使用的软件已经具备多线程。英特尔计划推出的是一款包含两颗双核Core 2 Duo的四核处理器,面向台式电脑市场,预计将在发布Core 2 Duo的同时对外宣布。

  根据之前的报道,英特尔将使用类似于当初推出双核处理器的策略——首先发布多芯片方式,用两颗最近发布的Woodcrest Xeon处理器封装出首款用于服务器的四核处理器;而面向台式电脑市场,英特尔将使用即将推出的双核Conroe处理器封装出四核版本。2005年,英特尔使用两颗单核Pentium处理器封装后,创造出首款双核处理器Pentium D。英特尔在这一年稍晚推出双核版本的Pentium和Xeon处理器,沿用惯例采用了单片电路底板。

  为了进一步扩充四核处理器家族阵营,英特尔公司宣布推出两款低电压50瓦高能效服务器处理器。同英特尔现有的80瓦和120瓦四核服务器处理器相比,这两款产品分别将功耗降低了35%至60%左右。

  随着企业对其计算需求相关的电费和冷却成本的不断关注,对处理器能耗的要求也日益严格,这些新型四核处理器每个内核或处理引擎的功耗仅为12.5瓦,在提供出色性能的同时设立了处理器能耗的新标准。

  自2006年11月以来,英特尔已先后推出了11款面向服务器、工作站、和台式机的四核处理器产品。基于全新低功耗四核处理器的服务器主要面向密集型互联网数据中心、刀片式服务器和诸如金融服务(在该行业内,服务器的规模和密度对于功耗、占地空间和冷却成本高度敏感)等多种行业。根据英特尔自行评估结果,如果采用四核英特尔® 至强® 处理器替换陈旧的基础设施并部署虚拟化技术,那么在服务器的生命周期内,每年将有望节约成本高达6,000美元。

  不仅如此,英特尔在短短一年半的时间内将处理器每个内核的功耗降低了近十倍。公司将这巨大的成功归因于突破性的英特尔 酷睿™ 微体系架构,及其富有创造性的设计。英特尔数字企业事业部副总裁兼服务器平台事业部总经理Kirk B. Skaugen表示,“英特尔已切实地响应了行业号召,为数据中心提供了空前的突破性高能效。现在,IT经理无需为双核产品支付任何额外费用,即可获得出色的四核英特尔至强服务器性能。我们对于再次打破低功耗记录感到非常兴奋和自豪,但我们绝不会满足现状。未来,我们的工程师和架构师将以更高的激情为客户提供更为节能的创新产品。”

  英特尔已推出了两款低压处理器,它们分别是四核英特尔 至强 处理器L5320和L5310。这两款全新的50瓦特四核处理器分别以1.86 GHz和1.60 GHz运行,它们采用独特的模上8MB高速缓存,可显著提升内存数据通信的速度,此外,它们所采用的前端数据总线为专用1066 MHz前端数据总线。L5320和L5310的千枚单价分别为519美元和455美元。

  这两款处理器能够应用于英特尔的“Bensley”服务器平台,并可同现有的双核及四核英特尔® 至强® 服务器处理器家族实现“插入式”兼容。

  对于英特尔公司来说,该术语模棱两可:核(Core)的第一个字母是“c”,指的是为英特尔最新的处理器提供处理能力的微架构;小写字母的核(core)在英特尔也大行其道,因为双核与四核处理器组成了英特尔公司最有利可图的芯片。

  英特尔已经推出了若干四核台式机芯片,作为其双核Quad和Extreme家族的组成部分。在服务器领域,英特尔将在其低电压3500和7300系列中交付使用不少于具有9个四核处理器的Xeons。

  在春节分析师活动中,英特尔强调,其核(Core)架构整体上包括双核及四核芯片,超过它专门做的四核。英特尔公司首席执行官Paul Otellini说:“我们将逐渐推广应用我们的核微架构,在所有市场领域,自顶向下分别是单核、双核与四核。”

  英特尔处理器核的特点在于具有称之为“宽动态执行”的功能。更为重要的是,其工作功耗比为奔腾4提供处理能力的Netburst架构要低。“我们期望到今年底自顶向下百分之百地采用核微架构,”Otellini说,“今年全年,我们正以非常快的速度取代所有的产品,甚至以核微架构的变种渗透到奔腾处理器和赛扬处理器的领域。这就赋予我们在每一个领域的性能领先地位,并赋予我们高度的成本优势。”

  然而,显然四核对于英特尔的前进来说将越来越重要。在2007年下半年随时可能发布两款采用英特尔最新45纳米芯片技术的新型四核处理器:用于台式机的Yorkfield和用于服务器的Harpertown。

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( 发表人:电子大兵 )

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