长征路上摇滚!CPU技术进入发展快车道

答案：
　　CPU发展到目前阶段已经不仅仅是追求性能，更好的稳定性、更强的多任务处理能力、更低的功耗以及更加完善的安全性才是全面发展之道。Cyrix与全美达退出之后，CPU竞争格局由三足鼎立转变为“两强争霸”。然而这并没有阻碍技术前进的步伐，无论是Intel还是AMD，近期都在加快技术研发进度，CPU也即将进入发展快车道。
 
◎ 双核心技术 
　　一直以来，PC性能表现始终差强人意，迅驰笔记本的出现终于为业界指明了方向：CPU必须摆脱主频的束缚，从另一个角度来提高性能。在尝试核心架构改进、缓存容量提升之后，双核心的处理器终于浮出水面。双处理器将不再是服务器的专利，台式机甚至笔记本也能轻松拥有强大的双动力。
　　1．轻松处理多任务
　　由于主频的提升越来越多地受到制作工艺的制约，处理器制造商开始寻求新的解决途径，频率至上的思路已经被抛弃。毫无疑问，双内核是一个大胆的创举，而且短时间内就能取得明显的效果。与以往的双处理器相比，双内核不仅能够更好地利用缓存，互相之间的连接带宽也更为出色，从而表现出更加优异的性能。
　　对于PC用户而言，多任务处理一直是困扰的难题，因为单处理器的多任务以分割时间段的方式来实现，带来的性能损失相当巨大。而在双内核处理器的支持下，真正的多任务得以应用，同时越来越多的应用程序也会专门为之优化，进而奠定扎实的应用基础。Intel将在2006年推广Montecito双核心作为台式机平台的主力产品，而移动平台也会由双Yonah核心来取代现有的Dothan。
　　2．解决功耗难题
　　将更多新功能融入双核心，自然需要消耗更大的电力。如今300W的PC电源在面对高主频处理器时都显得力不从心，一旦运用双核心，其压力可想而知。更为重要的是，未来双核心还将集成到笔记本移动处理器中，这更对功耗控制提出了很高的要求。英特尔正努力扭转这种局面，开发各种耗电状态管理技术以及新型电池技术，借此延长笔记本电脑的电池续航能力，同时维持产品外型轻薄短小的特性。
　　令人更为惊喜的是，未来集成双核心的Yonah移动处理器将会具备新型电源管理技术。如果工作量不是很密集，那么处理器可以暂时关闭其中一个内核，从而节省几乎一半的电能。除此以外，降频节能技术也得到进一步应用，而且降频过程将更为智能化，不再简单地以是否连接交流电作为降频标准，而是可以根据CPU的工作负荷量来决定。
　　然而必须要明白的是，节能技术仅仅是一种辅助，真正的命脉是掌握更为先进的制作工艺或者通过架构改进来实现更低的功耗。根据英特尔的官方资料，双核心处理器在初期将采用90纳米制程技术量产，2006年再推出采用65纳米制程的更新版本。在肯定双核心移动处理器的性能同时，我们也更为期待散热与节能技术能够同步发展，从而避免类似Pentium4-M的高性能、高热量、大功耗产品。
　　3．AMD不甘示弱
　　按照Intel的计划，2006年将会有40％的台式机配置双核心处理器，而作为Intel最大的竞争对手，AMD自然不会错过双核心时代。事实上，AMD在这一领域的研发要早于Intel，Opteron处理器已经完全具备双核心，只是没有在桌面平台推广而已。未来双核心的Opteron芯片将有三种版本，代号分别为Egypt、Italy和Denmark，双核心台式机处理器将是Toledo内核。
　　Toledo处理器的两个内核分别具有1MB二级缓存，采用90纳米工艺制造，内建2.05亿个晶体管。为了进一步改善性能，Toledo所集成的两个内核共享HyperTransport连接以及双通道128bit DDR内存控制器。更为重要的是，Toledo可以运行于现有的Socket 939架构上，并保持与目前单内核Athlon 64相同的功率110W。用户只需更升级BIOS就可以使用该款处理器。这才是真正令广大用户欢呼雀跃的事情。与Intel相比，AMD显然更加“照顾”老用户，这样才深得人心。


                        
            
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◎ 65纳米制作工艺
　　制作工艺对于CPU的重要性不言而喻，无论是提高主频还是集成更多的缓存或者改进新的核心，这些都需要更为强大的制作工艺作为支撑。一代又一代的微处理器发展史几乎可以看作是制作工艺的发展史。进入90纳米时代之后，发展的脚步开始放缓，而如今65纳米制作工艺终于浮出水面。
　　何谓65纳米制作工艺
　　我们通常所说的CPU纳米制作工艺并非加工生产线，它指的是一种工艺尺寸，代表在一块硅晶圆片上集成的数以万计的晶体管之间的连线宽度。按技术术语来说，也就是指芯片上的最基本功能单元——门电路和门电路间连线的宽度。以90纳米制造工艺为例，此时门电路间的连线宽度为90纳米。采用65纳米制造工艺之后，与90纳米工艺相比，绝对不是简单地令连线宽度减少了35纳米，而是芯片制造工艺上的一个质的飞跃。
　　最新的65纳米制作工艺可以在不增加芯片体积的前提下，在相同体积内多集成将近一倍的晶体管，使芯片的功能得到扩展。目前Pentium4（Prescott核心）处理器其内部的晶体管信位宽度为50纳米，而使用65纳米技术后，处理器内部的晶体管信位宽度将缩减至44纳米。毫无疑问，信位宽度越小，晶体管的极限工作能力就越大，这也意味着更加出色的性能。对于NetBurst架构的Intel处理器而言，更高的主频有着很大的意义，而且新的制作工艺令集成更多缓存变得轻而易举。
　　第二代单轴应变硅隧道
　　此次Intel在启用65纳米制作工艺时还引入了极为重要的改进型SOI变形硅技术，也就是第二代单轴应变硅隧道，这对于更好地改善电气性能有着极大的帮助。
　　CPU所集成的晶体管是一个小开关，决定了电流的通与断，而在现实世界中，我们无法完全地控制电流，必须借助一些附加技术。SOI（Silicon-on-insulator，绝缘体硅片）就是为了防止泄漏电流和停止电流活动而设计的，变形硅则刚好相反，是为了驱动电流流动而设计的。事实上，SOI 与变形硅技术总是需要同时使用。
　　第二代单轴应变硅隧道将待变形硅片放在一种特殊的硅锗底基上，这种硅锗底基的原子间距离比待变形硅片原子间距离大，受底基原子作用，硅片中的原子也将向外运动，彼此间拉开距离，从而减少对电流的阻力。SOI变形硅有效地扩展了晶体管通道区域。把硅直接放到底层的顶部，可以预留更多的空间，更好地扩展到底层上，使上面的硅原子直接和底层相匹配，延伸硅元素到合适的通道中。硅原子有更多的空间后，电阻减少了，增加了电流通过的数量。最终结果是使电流流动强度提高了20～30%，或者使当前的电流更加顺畅，从而提高了晶体管的运行速度，提高了芯片的工作频率。
 
◎ 64位计算
　　Intel与AMD在32位处理器市场的争夺已经日趋白热化，这点无论是高端市场还是低端市场都已经表现得淋漓尽致。然而，为了占据新的制高点，并从根本上超越对手，这两位略显疲态的巨人都不约而同地将战火延续到64位处理器市场。
　　脱胎换骨：64位计算的好处
　　从目前的情况来看，64位处理器的主要用户应该是对32位处理器能力局限很敏感的专业应用领域。由于传统的32位处理器只有4GB的内存寻址能力，因此系统装载的内存无论如何也无法超出4GB的极限，这就给大型数据库、电脑辅助设计等应用带来很大的不便。
    而在64位处理器中，内存寻址能力得到了史无前例的扩大。AMD与Intel的64位解决方案都能提供至少4.5TB的内存寻址范围。保守地估计，这将足够应付今后五年的需求。此外，64位处理器对于设计汽车、卫星和其它复杂产品的电脑辅助设计软件而言也是极为重要的。


            
              
                 
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            [page_break]                                        对于广大桌面用户而言，64位计算也有重大的实际意义。在未来一段时间内，基于64代码的应用软件将大量涌现，而且在64位Windows XP/2003的支持下，常规的应用软件也能获得更加出色的性能。尽管目前内存技术、磁盘子系统的表现仍然严重制约着PC向更高方向的发展，但不可否认的是，CPU的性能上升还是有足够的空间。在3D游戏中利用64位技术，在Photoshop中体验64位运算所带来的快感，并非天方夜谭！
　　面对现实：Intel理智妥协
　　Intel的第一款64位处理器Itanium与AMD的K8采用完全不同的架构，甚至Intel一度认为没有必要在桌面平台发展64位计算。然而Athlon 64以及Opteron的快速发展以及业界的积极配合让Intel感受到一种恐慌，在台式机处理器上借用IA-64架构又无法实现出色的32位性能，矛盾中的Intel最终还是选择了妥协，EMT64架构成为未来Intel处理器的发展趋势。
　　EMT64可以看作是IA-32与X86-64的结合体。与AMD的X86-64十分类似，它完全保留了IA-32以充分兼容当前的32位应用程序，同时未来的64位程序也能得到这种架构的支持。尽管Intel公司没有大肆宣扬，但EMT64与X86-64完全兼容，软件开发商只要为X86-64优化就等同于为EMT64进行优化。不管过程多么曲折，最终的结果还是相当完满。64位计算成为两大巨人的共识，未来的64位操作系统与应用软件也已经箭在弦上，蓄势待发。
 
◎ 防病毒与省电功能 
　　对于PC用户而言，安全性问题始终是一个不可回避的话题。从DOS时代小打小闹的病毒到如今肆无忌惮的蠕虫，Windows平台正遭受前所未有的冲击。尽管病毒防火墙软件可以在一定程度上起到缓解作用，但是效果并不彻底，而且占用大量的系统资源，使用也极其不便。从硬件角度开发反病毒程序，然后通过软件加以支持，这已经成为业界的共识。
　　防毒新思维：DEP数据执行保护技术
　　在全新的Service Pack2中，微软带来了具有里程碑意义的Date Execution Prevention数据执行保护技术（简称DEP）。事实上，DEP技术并非由微软开发，而是内嵌于CPU中，只是这项功能的执行必须得到操作系统的支持，就好比AMD的64位计算功能必须在64位操作系统下才能发挥作用一样。
　　在最近几年中，病毒与蠕虫之所以会如此猖獗，一方面是拜系统本身的漏洞所赐，另一方面则是杀毒软件本身技术的滞后性。目前摆在业界面前的不仅仅是更新病毒库代码。这种被动的方式不可能取得最终的胜利。痛定思痛，从源头上阻截病毒与蠕虫才是关键，而这一艰巨的任务自然得交给智能化程度最高的中央处理器。
　　众所周知，病毒也是一种程序，只不过是特殊的程序，因此在执行过程中也离不开内存。DEP技术与防火墙或者防病毒程序根本的区别在于从内存地址上加以阻截，而不是防止危险程序或者危害代码的运行。

                        　　从目前的病毒发展趋势来看，攻击常用的内存地址是必由之路，而这恰恰是反病毒技术的突破点。支持DEP技术的CPU将某些常用内存位置标记为“不可执行”。如若任何一个程序尝试从不可执行的位置运行代码，同样支持DEP技术的操作系统将会自动关闭该程序。
　　在具体的实现过程中，AMD、Intel、威盛等CPU厂商所采用的DEP技术各不相同，但是作为核心技术的“Non-executable”标记却是相同的。AMD Athlon 64、Athlon 64 FX、Athlon 64移动版本、Sempron移动版本等64位芯片都具有该功能，而Intel也在赛扬D J和64位Pentium4 600系列中融入这项功能。 
　　或许我们暂时还难以断定DEP技术的出现将会终结大量病毒与蠕虫，但是可以肯定的一点是，未来各大CPU厂商都会支持这一技术，从而与操作系统形成软硬件配合，彻底围剿病毒。
　　省电功能：降温同样重要
　　巨大的功耗让用户感到恐慌，随之而来的高发热量也是一大威胁。尽管新的制作工艺已经在很大程度上进行改善，但是不断增长的晶体管集成度还是无情地提高功耗与发热量，因此必须寻找新的解决方案。Intel与AMD分别推出了ESIT技术和OPM技术，这标志着节能功能将全面进驻桌面处理器，而不仅仅是移动处理器的专利。

            
              
                 
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　　EIST率先应用于Pentium4 660，而且取得相当明显的效果。据Intel工程人员表示，由于处理器即便在运行大型3D游戏时也不是经常处于全负荷运作，因此采用EIST技术的Pentium4 660处理器的频率也随着系统的需要而上升下降，这样就减少了很多不必要的热量。虽然Pentium4 660处理器标称功率依旧比较大，比先前的Pentium4 560的更高，但采用ESIT技术后，系统整体温度大大改善，发热量也明显低于不具备该技术的Pentium4 560。到2006年时，Intel将把这项技术作为桌面处理器的标配功能。新版本的AMD Opteron 系列处理器将搭载PowerNow! 以及 Optimized Power Management节能技术。Toledo双核心桌面处理器也将具备这项技术，从而解决高功耗与高发热量的难题。
◎ 写在最后
　　未来我们期待的不仅仅是纯计算速度更快的处理器，出色的多任务并行处理、强大的64位计算能力、人性化的防病毒功能以及极低的发热量，这些才是用户真正想要的。正如AMD在前几年一直反对“为技术而技术”一样，以客户需求为指导，遵循产品发展规律才是走向成功的捷径。            
（出处：http://www.zzzyk.com/）

            
              
                 
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