微處理器 多核已成為主流

　　英特爾發(fā)布的Dunnington6核Xeon7400處理器,使用1.07GHz前端總線，單核1級(jí)緩存為96KB，每一對(duì)核的2級(jí)緩存為3MB。在單芯片上的3級(jí)緩存為16MB，由19億個(gè)晶體管組成，工作頻率2.66GHz時(shí)功耗為130瓦;工作頻率2.13GHz時(shí)，擁有12MB的3級(jí)緩存的Xeon7400處理器功耗為65瓦。

　　日本富士通公司推出了4核通用微處理器SPARC64VII。每個(gè)核的一級(jí)緩存64KB、二級(jí)緩存6MB。該芯片的速度最高為40GFlops，采用65納米工藝生產(chǎn)。

　　2008年11月，AMD推出使用SOI襯底的45納米工藝的4核處理器Shanghai。Shanghai內(nèi)部3級(jí)緩存容量達(dá)6MB，二次緩存為2MB，工作頻率達(dá)到3.0GHz，并且支持新的HyperTransport3.0高速互連技術(shù)，各核之間帶寬可達(dá)17.6GB/s。采用液浸光刻制造，內(nèi)存支持DDR2-800規(guī)格，通過(guò)與以前的“Barcelona”內(nèi)核產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)引腳兼容，因此可以繼續(xù)使用原來(lái)的設(shè)計(jì)資源，性能與原產(chǎn)品相比提高了約10%。

　　我國(guó)中科院計(jì)算所等單位開發(fā)的龍芯-3(Godson-3)的4核版本在2008年底完成了流片，八核版本計(jì)劃在2009年進(jìn)行流片。4核與8核版本的Godson-3都采用65納米工藝，4核的時(shí)鐘速度為1GHz。設(shè)計(jì)采用分布式可擴(kuò)展的架構(gòu)，具有可重構(gòu)的CPU核及2級(jí)緩存。該器件主要針對(duì)低功耗類電子產(chǎn)品。4核的功耗為10w，而8核為30w。采用MIPS64核，還有200多個(gè)額外指令用于X86二進(jìn)制翻譯和多媒體加速。我國(guó)正在研發(fā)的1000萬(wàn)億次高性能計(jì)算機(jī)“曙光6000”的計(jì)算部分已決定采用8核龍芯處理器。

　　專用處理器：思科、英特爾、Tilera角力

　　思科多核處理器ASR1000有40個(gè)核，由3.7億個(gè)晶體管組成，集成有接收消息的協(xié)處理器、密碼處理電路和數(shù)據(jù)包檢測(cè)電路等。由于數(shù)據(jù)包的管理和防火墻處理都通過(guò)硬件來(lái)實(shí)現(xiàn)，從而提高了其工作的可靠性。ASR1000每個(gè)核有16KB的8路一次指令緩存和4KB的8路一次數(shù)據(jù)緩存，還有二級(jí)指令緩存。

　　美國(guó)Tilera公司推出了兩款擁有64個(gè)內(nèi)核的嵌入式微處理器，工作頻率分別為700MHz和866MHz。其中866MHz的產(chǎn)品處理能力為每秒221b次運(yùn)算(1b為1萬(wàn)億，即10的12次方)，為前一代產(chǎn)品的兩倍。其性能是美國(guó)Intel公司3GHz的“Xeon處理器7350”的35倍，可用于網(wǎng)絡(luò)安全、數(shù)字視頻、網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施及無(wú)線通信基站和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施。

　　英特爾雙核凌動(dòng)處理器芯片Atom330主頻為1.6GHz，前端總線頻率FSB533MHz，處理器擁有1MB緩存，每個(gè)核各512K，處理器外表與單核Atom相同。Atom330支持四個(gè)線程，與之前的單核Atom230功耗4W相比，其設(shè)計(jì)功率為8W，支持64位計(jì)算;可支持英特爾的945GCExpress芯片集(其中包括內(nèi)置顯卡)或者LittleFalls2芯片集。該處理器已大量用于手機(jī)和上網(wǎng)筆記本中，是2008年英特爾銷售最好的處理器之一。

　　日本瑞薩科技開發(fā)出了有兩個(gè)32位CPU內(nèi)核“SH-4A”的雙核處理器SH7786Group。時(shí)鐘頻率最高533MHz，指令執(zhí)行速度達(dá)到1920MIPS。兩個(gè)內(nèi)核配備有可在最大時(shí)鐘頻率533MHz下工作的浮點(diǎn)運(yùn)算器。浮點(diǎn)運(yùn)算性能最大為7.46GFLOPS，主要用于需要高級(jí)多媒體處理的車載信息設(shè)備等。

　　多核異構(gòu)處理器：集成圖像處理器成新方向

　　同構(gòu)多核處理器具有局限性。根據(jù)Amdahl定律，由于受到必須逐次執(zhí)行軟件的限制，即使通過(guò)增加同種CPU內(nèi)核數(shù)量，多核微處理器并不能相應(yīng)地提高數(shù)據(jù)處理量。例如，按照Amdahl定律，如果將微處理器數(shù)目增加16倍，假設(shè)軟件中必須依次執(zhí)行的比例占20%時(shí)，處理量最多只能提高至4倍。這還是簡(jiǎn)化了計(jì)算所得到的結(jié)果，并沒(méi)有考慮為確保緩存一致性而保持的同步動(dòng)作，以及多個(gè)內(nèi)核集中訪問(wèn)主存時(shí)所需的等待時(shí)間等因素。因而處理量不一定能提高4倍，特別是服務(wù)器經(jīng)常同時(shí)面對(duì)多個(gè)處理要求，如果各個(gè)處理所涉及的數(shù)據(jù)相互獨(dú)立，其逐次執(zhí)行的部分會(huì)很少。正是在這種情況下，多核異構(gòu)處理器異軍突起。