浅析英特尔双核奔腾D处理器

答案：
 




浅析英特尔双核奔腾D处理器



　奔腾 D 处理器是 Intel 最新的双内核处理器。它在一个 CPU 芯片中集成了两个内核，并且每个内核都具有独立的运算 


单元和二级缓存，一个内核就具有和普通单内核处理器完全相同的运算能力，从而大幅度提高了 CPU 的处理能力。借助双内核产品，电脑将获得支持多任务处理的全新资源，可以在运行多个应用的同时完成更多工作，可以获得同步运行多媒体娱乐和进行数字图片编辑的强大性能，例如在下载音乐的同时编辑视频等。双内核处理器可以很好的支持现有软件，并且可以使很多软件获得性能的提升 




Prescott+Prescott=Smithfield?



　　目前英特尔的老对手AMD在桌面处理器上表现出色(64位的个人处理器大出风头)，这正是英特尔如此急于推出台式双核处理器的重要原因。它的第一款采用双核架构的处理器将在今年第二季度发布，这些处理器的研发代号为Smithfield。英特尔希望双核架构能显著提升其桌面处理器的性能，而且此种性能优势能保持到基于4核心或更多核心架构的处理器出现之前。



　　1.Smithfield架构特点



　　目前英特尔已经没有时间开发更适合双核处理器的新架构，因此Smithfield处理器将继续沿用Prescott架构以及90nm制造工艺。Smithfield内核实际上是由两个独立的Prescott核心组成，每个核心拥有独立的1MB L2缓存及执行单元，同时Smithfield处理器将像目前Prescott核心P4一样支持800MHz FSB总线，Prescott处理器的所有功能几乎都可以在Smithfield上看到(图2)。



　　但由于处理器中的两个内核都拥有独立的缓存，因此我们必须保持每个物理内核的缓存信息一致，否则就会出现运算错误。例如在系统的内存数据区记录着A=1;如果第一个处理器0对此数据区进行读写操作，并且改写为A=0，那么第二个处理器内核的缓存也必须进行更新，即把A更新为0，否则的话，在以后的操作中数据就会出错，双核处理器架构必须确保每个CPU缓存中的数据一致。因此，英特尔在Smithfield内核中增加一个“arbiter stc”仲裁装置来协调两个核心的工作以确保缓存数据的一致性，而不让Prescott核心直接共享系统内存，因此Smithfield的核心尺寸将是Prescott核心的两倍以上，而不是人们猜测的两倍。



　　Prescott高功耗、高热量的缺点是有目共睹的，因此理论上核心尺寸的增加功耗也随之“水涨船高”。针对这个问题，英特尔首先通过降低工作频率来降低双核处理器的功耗。从相关资料来看，Smithfield处理器的最高工作频率将为3.2GHz，比目前基于Prescott核心P4的最高频率(3.8GHz)低了16%。



　　同时，英特尔也将Pentium M中所采用的增强型Intel SpeedStep节能技术引入到Smithfield处理器中。增强型SpeedStep技术的最大优点是可以提供多个频率点,这样就可以让处理器根据应用程序选择所需的运算能力，在性能和功耗间取得最理想的平衡点。增强型SpeedStep之所以可提供多个电压/频率工作点，奥秘在于英特尔开发的IMVP(Intel Mobile Voltage Positioning)移动电压定位技术，该技术完全取决于处理器而不需要芯片组支持。



　　IMVP是一种可动态变化的处理器电压调节技术，它可根据处理器的负载情况选择所需的电压值:能够有效地降低CPU耗电量。所以和采用静态电压调节器的系统相比，配备IMVP电压调节器的处理器会有比较低的TDP、较低的平均与主动耗电量。正是采用这两种措施，所以英特尔暗示采用LGA775封装的 Smithfield处理器的最大功耗将不会超出130W。



　　由于采用Prescott内核，因此Smithfield也支持EM64T技术、XD bit安全技术。值得一提的是，Smithfield处理器可能会不支持HT(Hyper-Threading，超线程)技术。原因是:在多个物理处理器及多个逻辑处理器之间正确分配数据流、平衡运算任务并非易事。如果应用程序创造两个运算线程，很明显每个线程对应一个物理内核，但如果有3个运算线程呢?怎么分配?因此为了减少双核心Smithfield架构的复杂性，英特尔可能在即将发布的Smithfield中取消对Hyper-Threading技术的支持。



　　2.Smithfield采用的新技术



　　不过，为了让Smithfield更吸引人，英特尔还是在Smithfield中引入三项新技术——Vanderpool虚拟化技术、LaGrande安全技术和iAMT(Intel Active Management Technology)技术，这也许是Smithfield惟一创新的地方。



　　①Smithfield处理器也玩虚拟——Vanderpool技术



　　Vanderpool技术是英特尔为在不增加能耗的情况下提高系统整体处理性能或增加功能而对其处理器所作的改进，更像是主机系统的独立分区功能的翻版。它属于一种硬件驱动的虚拟化技术，可以允许在单一PC上独立运行多个软件环境，即该技术允许用户在他们的PC上使用多个操作系统，以便每个操作系统解



　　决特定的运算任务。比如，一个虚拟系统能够扫描病毒，另外的虚拟系统则可以执行应用程序、文字处理或者玩游戏。Vanderpool将是第一个在IA-32平台上通过硬件实现虚拟分区的技术。目前英特尔已经演示了应用在Gateway液晶媒体中心电脑上的Vanderpool技术，电视上播放影像节目的时候，PC系统可以流畅地执行重新启动功能。业界人士认为，由于连接多种消费电子设备和通讯设备必然会带来不同区间的系统操作，所以Vanderpool技术十分适合数字媒体中心的应用环境。在服务器领域，英特尔把服务器版本的Vanderpool功能称为Silvervale，突出了两种虚拟化技术的不同。

 

　　②更强更先进的安全技术——LaGrande技术



　　今天大多数PC的安全防护措施都是依赖软件，但在软件防护并不能让人百分百满意的情况下，用户们已经开始要求Intel从硬件的角度提供一些保护措施，使他们的平台更坚固。而Smithfield具备的LaGrande技术就能提供硬件级的防护，它提供的功能可以使操作系统和应用程序更有效的抵御病毒，能够抵御软件攻击、拒绝服务以及对一些系统漏洞进行硬件级保护。由于英特尔目前仍没有具体公布LaGrande的详细资料，因此目前暂时无法进一步了解这项功能的独特之处。



　　③未来菜鸟也可当系统管理员——iAMT技术



　　此外，企业内部数量庞大的个人电脑一向都让系统管理者感到管理不易，常常一些小问题如软硬件的小毛病、病毒攻击电脑等，也会让管理者花费大量精力。因此，系统管理者一直有这么一个梦想:如果个人电脑可以在操作系统损毁或系统死机时进行远程管理，远程检测系统，系统发生错误时主动发出警告讯息，无论开关机都可以进行硬件设备的检查，远程更新BIOS、病毒码及操作系统，甚至在系统关机的时候，还可以通过网络浏览器去连接该电脑进行管理工作……而英特尔在Smithfield中引入的iAMT功能就可以让系统管理者梦想成真了!iAMT可以看作是将服务器所使用的高级远程管理技术引入到桌面电脑，而且功能更加强大了。



　　目前个人电脑和低级服务器平台虽然已经有了一些远程管理能力，但是功能却没有这么完善，仅有系统发生错误时的讯息警告。通过iAMT，系统管理者可以迅速掌握所有个人电脑的状况，大幅缩短在办公室内奔波所浪费的时间成本。英特尔打算通过这种方式导入iAMT远端管理技术，吸引企业用户升级换机。



　　目前英特尔已经正式将Smithfield处理器命名为“8XX”系列，共有三个型号，分别是为840(3.2GHz)，830(3GHz)以及820(2.8GHz)，仍采用90nm制程及LGA775封装结构，并支持800MHz前端总线，其中820型号将不支持英特尔的增强型SpeedStep技术。不过由于受功耗的限制，在掌握65nm生产技术前，至少在2006年下半年前，英特尔不大可能发布频率更高的Smithfield。在这以后，英特尔将会推出代号为“Presler”的下一代桌面双核处理器。由于使用更先进的65nm生产技术，Presler处理器的核心尺寸将低于140平方毫米，而Smithfield的核心尺寸接近240平方毫米。



　　结语:Smithfield处理器前途未卜



　　目前英特尔已经在按部就班地实施着Smithfield计划，相信桌面双核平台很快可以和我们见面。不过，Smithfield真的像英特尔描述的那样美好吗?其实不然!首先在性能上，Smithfield处理器在大多数实际应用中的性能可能要逊色于目前的单核P4(Smithfield处理器频率不高)。尽管目前桌面PC操作系统支持多线程处理已经有很长时间了，但众多应用程序并不支持，其中游戏的情况最为糟糕——目前支持多线程运算的游戏寥寥无几。这将带来一个问题:在很多桌面应用程序中，Smithfield的性能将比目前基于单个Prescott核心的P4要慢，毕竟Smithfield的频率较低，而Prescott核心的P4又拥有“软”双核架构——支持超线程技术。其次Smithfield支持Vanderpool虚拟化技术和LaGrande安全技术，但目前没有操作系统对它们提供支持，在2006年微软推出Longhorn之前我们不大可能利用这些技术。正是鉴于此，估计只有在改用65nm生产Smithfield处理器时，英特尔才会正式推出Vanderpool和LaGrande技术。因此，在2005年Smithfield是否能真正实现英特尔的战略意图还是一个未知数! 

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