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科普知識
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FFC連接器

英特爾多內核處理器架構及其實現方式

發布日期:2022-04-20 點擊率:90


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。該文預言多內核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 年后,他們的預測已經成為不爭的事實。多內核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于提高計算平臺的整體性能,為用戶提供價值更高、功能更強的個人電腦。大約在1997年前,英特爾加快了平臺水平的提升步伐,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臺遠景計劃當中,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,英特爾仍堅持提升制造能力,為此進行了大量的投資。由此,英特爾具備了卓越的處理器(包括多內核處理器)制造能力,可在保持高產量的同時,有效控制成本及價格。多內核處理器性能是英特爾以平臺為中心方案的核心。多內核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。多內核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。


要在整個行業中實現多核處理性能,就必須滿足制程技術和多內核處理器制造能力(硅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:英特爾具有優秀的制程和能力,可以在其各個產品領域中,實現雙內核處理器的批量制造。英特爾預計,2006 年 85% 以上的服務器處理器,和 70% 以上的移動和臺式英特爾奔騰處理器家族均采用雙核技術。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 納米的制程和大量的制造工廠,這些成就證明了這一投資的價值。由于擁有極高的制造能力,英特爾能夠生產出各種處理器產品,滿足不同客戶的廣泛需求。

英特爾公司具有四家 300 毫米晶圓制造工廠。然而,擁有關鍵的芯片制造能力和技術,并不足以成功實現硬件增強線程和多核處理功能。另外還需要優秀的軟件,為用戶帶來更出色的用戶體驗。英特爾已經深刻的認識到這一點。英特爾與多家操作系統和應用廠商攜手合作,共同優化和增強軟件的線程性能。此類改良工作首先開始于服務器和工作站領域。此后,自 20 世紀 90 年代末開始,逐漸擴展至臺式機系統。2002 年,超線程(HT)技術正式被引入到臺式機當中。自 2004 年 9 月以來,超線程(HT)技術已成功應用在 5000 萬臺配備英特爾奔騰4 處理器的產品中,這些產品包括臺式機、服務器和移動電腦,這為軟件開發商設計更加高效的并行處理信息的應用提供了新的動力。截止至2008年底,已經約有 150 個客戶端應用支持超線程(HT)技術。此前,已有數百種應用支持線程技術。這些數字表明:眾多開發商和設計工具已經做好應用英特爾多核功能的準備。

英特爾還認識到,操作系統(Windows XP、Windows Server、各個 Linux*廠商的產品等)均已支持線程功能,能夠充分利用超線程(HT)技術和多核技術的優勢。此外,英特爾還極力倡導軟件廠商按照插座授權產品,而不要根據執行內核數量進行授權。微軟公司宣布按照插槽數量出售操作系統(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響應微軟的這一決定。英特爾公司的多個事業部已經聯合起來,共同推動多核計劃的實施。其中最重要的是英特爾軟件和解決方案事業部(SSG)。該事業部是一個全球性的大型機構,與第三方軟件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。

早在推出超線程(HT)技術之前,英特爾軟件和解決方案事業部就已經啟動了線程支持計劃。該計劃旨在為軟件開發商提供基于超線程(HT)技術的開發平臺;之后,再向它們提供基于多核技術的開發平臺。英特爾軟件和解決方案事業部還提供一整套強大的線程工具、編譯器和其它性能調試工具套件與白皮書,以幫助軟件開發商在其代碼中提升線程級并行處理能力。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。應用廠商可以在該中心內現場辦公,以進一步優化針對最新英特爾技術(包括硬件增強線程)設計的產品。推動多內核業務計劃的其它英特爾事業部包括:解決方案市場開發事業部(SMDG),該部門致力于推廣基于英特爾架構的企業解決方案;英特爾戰略投資事業部,英特爾戰略投資計劃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。


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