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2006注定是"双核年" 双核舞动"芯"世界

报告出处:赛迪网  发布日期:2006年03月03日 09:28

报告类别:调查报告
行业分类:电脑
调查机构:赛迪网
报告来源:中关村在线

报告内容:
   
2006年注定是双核年。由英特尔、AMD这两家处于IT生态链上游的厂商所引发的双核竞争,将比以往更加激烈,其影响和范围也会更加广阔。

    2006年注定是双核年214日,随着英特尔公司宣布专为嵌入式应用开发的酷睿双核处理器问世,双核处理器已经是遍布服务器、台式机、笔记本和嵌入式应用等各个计算领域。而前不久AMD向英特尔发起的真伪双核挑战,也昭示着2006IT市场将不会是一潭静水。相反,由英特尔、AMD这两家处于IT生态链上游的厂商所引发的竞争,将比以往更加激烈,其影响和范围也会更加广阔。

    摩尔定律在延续

    回首处理器的发展历史,时钟频率的提升似乎成为了近几十年处理器技术发展的惟一衡量标准。因为摩尔定律告诉人们,处理器每隔18个月其晶体管的数量将翻一番。尽管摩尔先生最初说这句话时并没有引起足够的重视,但若干年后人们发现这竟真的成为了处理器发展的规律。对摩尔定律的顶礼膜拜,又使得人们成为了摩尔定律的奴隶

    为实现摩尔定律的预言,人们不得不拼命在一个处理器里集成更多的晶体管。然而,处理器的大小毕竟是有限的。虽然人们在不断改进工艺制程,从原来的250纳米、180纳米、130纳米、90纳米直至最新的65纳米,但上亿个晶体管带来的功耗和散热问题,不得不让处理器奔腾的脚步下来。

    在这种情况下,一种全新的处理器设计思路逐渐受到了芯片设计师的重视,那就是多内核技术。在一个处理器中集成两个或多个内核,可以在增加少量功耗和散热的情况下大幅提升性能。

    其实,多内核并非一种全新的技术,一些厂商早在RISC架构处理器中引入了该项技术。像IBM2001年就在POWER4处理器中引入了双内核设计。多内核技术的引入,减弱了人们对摩尔定律的质疑声,使得摩尔定律至少还能保持十年左右的生命力。这在技术和创新飞速发展的IT界简直是难以想像的。

    双内核和多内核处理器用于在单个处理器中容纳两个或多个完整执行内核,以支持同时管理多项活动。举例来说,双内核处理器就好比一个四车道的高速公路它能够容纳的车辆数量可达到之前两车道的两倍,但并不是说每辆车的速度是之前的两倍。采用双内核处理器的电脑,用户就可以同时执行多项任务,例如在下载音乐和畅玩游戏的同时,仍保持出色的应用体验。

    强劲增长的计算需求

    事实上,人们对计算能力日益见涨的需求,才是推动多内核技术发展的内应。不仅仅是桌面系统,对于企业级应用来说,它们对计算能力的需求也呈几何级增长。

    对于电信、IDC等行业,由于网络应用越来越广,电子邮件的广泛使用,电子交易越来越普遍等,使得网络流量大幅度增长。还是在去年第一季度,中国就已经有近75G的国际出口带宽,这些带宽每小时通过数据流量就高达270Tbit。在高性能计算领域,处理器性能的提升对于探矿、探油、气象都有着重要的意义。

    对于企业级用户,ERPBI(商业智能)及数据采集等应用都需要强劲的运算能力。

    在服务器或PC来说,提供计算能力的核心是处理器。内核就相当于处理器的大脑,添加第二个内核将使处理器能够将运算任务分解为更小的部分,更快地完成运算任务。这不但能够缩短运算时间,而且能够将能耗和发热对处理器的影响降到最低。

    基于以上种种市场需求,市场调研公司iSuppli预计,多内核处理器市场有望在未来10年中呈现出爆炸式增长,它们将被广泛应用于PC、服务器和视频游戏机等产品上。iSuppli预计,2015年多内核处理器出货量将达到6.38亿颗,市场收入将由2005年的26亿美元增长到648亿美元。

    而据英特尔公司首席执行官欧德宁预测,到2006年底,英特尔40%的台式机、70%的笔记本电脑以及85%的服务器都将采用多内核处理器。而且,英特尔未来所有的CPU都将采用多内核设计。他还透露,英特尔投资公司正在资助那些可以加速向多线程软件转变的新兴公司。

    双核的前身超线程

    在物理双核出现之前,英特尔开发了超线程技术(Hyper-Threading,简称HT),让用户体验了模拟双内核处理器的性能。

    从原理上来说,超线程技术属于英特尔版本的多线程技术。这种技术可以让单处理器拥有处理多线程的能力,而物理上只使用一个处理器。超线程技术为每个物理处理器设置了两个入口—ASArchitecture State,架构状态)接口,从而使操作系统等软件将其识别为两个逻辑处理器。

    这两个逻辑处理器像传统处理器一样,都有独立的IA-32架构,它们可以分别进入暂停、中断状态,或直接执行特殊线程,并且每个逻辑处理器都拥有APICAdvanced Programmable Interrupt Controller,高级可编程中断控制器)。

    虽然支持超线程的P4或至强处理器能同时执行两个线程,但它不同于物理的双内核处理器,超线程中的两个逻辑处理器并没有独立的执行单元、整数单元、寄存器甚至缓存等资源。它们在运行过程中仍需要共用执行单元、缓存和系统总线接口。在执行多线程时两个逻辑处理器均是交替工作,如果两个线程都同时需要某一个资源时,其中一个要暂停并要让出资源,要待那些资源闲置时才能继续。

    双核应用的基础多线程

    多内核处理器的确可以提升计算机的运算速度,但这需要有多线程软件的支持,否则根本达不到提速的目的。微软的一位技术人员就曾形象地做过一番表述,他说,如果用多内核处理器运行单线程软件,其速度基本不会有任何提升,即使内置1万个内核的处理器,也无法提升单线程软件的运行速度。要实现提速目的,必须要开发出能够识别多内核处理器的多线程应用。

    AMD公司一位资深的技术主管也表示,多核的确需要操作系统、中间件以及应用软件各方面的配合,才能真正带来计算性能的提升。不过,用户不用担心,目前的主流操作系统以及中间件软件、工具软件等,都是支持多线程的,所以关键就看用户端的应用软件。他认为,多核更适用于内存敏感性、计算敏感性的应用,对一般I/O操作比较琐碎、计算不敏感的应用,双核基本上不能带来明显的性能提升,甚至有些情况下反而会降低计算性能。

    目前大型的商业软件如ERP、数据库、HPC、大型Email系统等都支持多线程应用,因而能够利用到多核处理器,但是诸如文件打印、接入服务器、静态的Web服务器等小型的服务器应用,因为作业本身就不适合编写成多线程应用,所以不能更好地利用到多核处理器。

    此外,英特尔早先推出的超线程技术也为多线程应用铺平了道路。目前微软的Windows XP系统和大多数Linux系统,均提供了对英特尔超线程技术的支持。而对于那些没有针对超线程进行优化的软件系统,则需要重新编写。

    软件收费的困扰

    双核或多核处理器的问世,让软件厂商显得有些无所适从。目前,销售服务器软件的普遍方法是根据计算机系统的处理器数量定价,但双核处理器使得这一方法不合时宜了。

    在计算软件许可费时,双内核处理器应当作为1或者2个处理器来计算,成了一个大难题。另外,今后的多内核芯片技术可能使这一问题更模糊。软件厂商也已经意识到了这一问题,但迄今为止还没有达成一致意见。

    IBM公司率先在2001年推出了双内核的Power4芯片,由于IBM有自己一套的操作系统、数据库软件,问题还不是非常突出。现在,英特尔和AMD等双内核处理器的问世,特别是双核平台很快就会成为市场的主流,使得软件收费问题变得更加迫切。

    目前,多内核芯片和其它技术变化最终会给软件许可带来什么样的影响还不得而知,但分析人士一般认为,在近期内建立一种单一的统一系统是不大可能的。

    为了促使软件厂商有所动作,AMD公司建议软件厂商根据处理器的物理端口计算处理器数量,也就是说双内核芯片只能按一个处理器计算。AMD公司声称,这一方法与目前的许多行为最为兼容。惠普、Sun也建议按端口数量计价。惠普公司工业标准服务器集团总经理安德森就表示,这种方法会使客户得到实惠,但软件厂商会受到一些损失。英特尔公司也认为,多内核芯片应该被认为是一个处理器。

    让业界感到欣慰的是,作为全球最大的软件供应商,微软坚持只根据物理处理器的数量收取软件许可费,微软的做法得到了业界和用户的认可。Oracle公司早先一直坚持双核必须按两颗处理器来收费,不过最近Oracle有所松动,它在考虑采取其它措施来解决现有许可策略中的不足。BEA公司则走了一条中间道路。对于多内核芯片,它将对每多出的一个内核加收25%的费用。

    尽管目前没有迹象表明哪种计价模式将占有主导位置,但人们可以预见到的是,软件许可将发生重大变化。

  
  

  (全文结束)

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