还有什么比一个好的微处理器更好呢?

对这个问题的简短回答是:“有什么比一个好的微处理器更好?”是“将多个执行核心嵌入到相同大小的半导体封装中”。但你应该知道更多。

适当的比较首先必须认识到，普通的单核(“好”)微处理器的性能在许多代中几乎没有限制地提高。与此同时，芯片尺寸已经显著缩小到纳米工艺水平，同时在一个硅芯片上集成了近20亿个晶体管!更快的处理器频率(时钟速度)是获得这些性能提升的关键，但发热和电源泄漏成为新的限制。

多执行核

最近芯片级制造的进步现在允许在一个半导体芯片上放置多个独立的执行内核(或cpu)——尽管“中央处理器”这个术语因此模糊了它的含义。这种多核处理器(mcp)可以实现微尺度上的模块化和分布式控制体系结构。两个或多个集成核心可以以比单核设计更低的频率运行，并在使用更少的功率和产生更少的热量的同时达到(或超过)后者的性能。设计的目的不是增加单核处理器的频率。

多核使得芯片上的功率分配更加灵活。可以通过软件修改功能以适应应用程序，某些电路/核心部分可以在较低电压下运行或暂时关闭;并不是所有的芯片资源都需要同时或一直被供电。MCP还通过改善芯片电路中的数据流来提高处理器效率，并允许共享资源，如缓存。MCP技术不同于在模块中添加更多完整的处理器，后者会增加物理包的大小并重复芯片资源。

由于具有并行计算的固有能力，mcp提供了几个优势。能够同时执行不同的指令集、程序或算法，并且具有更少的内存延迟，这吸引了工业系统开发人员和设计人员。多任务处理是实时应用程序的另一个资产，因为特定的核心可以专门用于关键任务。然而，mcp需要适当的多线程软件来有效地执行多个程序。处理器供应商和软件供应商正在响应这一需求。

8核计数

几家制造商提供mcp，包括Advanced Micro Devices (AMD 64 Athlon和Opteron);英特尔公司(酷睿2双核、四核等);Sun Microsystems (UltraSPARC IV和T1)。双核芯片数量最多。然而，上述供应商已经拥有(或正在引入)四核处理器。Sun提供八核处理器，主要用于服务器应用程序。

mcp的发展似乎几乎是无限的。他们的建筑和制造过程促进了创新。例如，硅中的复制方法可以有效地生成许多能够独立工作的小内核，同时共享更大的计算任务。

今年2月，英特尔在IEEE国际固态电路大会(旧金山)上推出了一款具有未来感的80核处理器。即使是这种“超级芯片”——具有1万亿次浮点运算能力(每秒1万亿次浮点运算)——也宣称低功耗只有62瓦。该研究原型预计在2011年之前不会投入商业使用。

mcp已部署在服务器、工作站和桌面PC环境中。他们正在转向嵌入式应用;大量涌入工业自动化和控制领域也可能近在眼前。这些领域的开发人员和设计人员应该考虑多核处理器在计算密集型系统中的广泛灵活性。至少在双核层面上，参与这项新技术没有额外的成本。

作者信息

弗兰克·j·巴托斯，体育健将，是控制工程。联络他的地址是braunbart@sbcgloal.net．

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