Intel双核心处理器详细说明

目前Intel推出的台式机双核心处理器有Pentium D、Pentium EE(Pentium Extreme Edition)和Core Duo三种类型，三者的工作原理有很大不同。

    一、Pentium D和Pentium EE

    Pentium D和Pentium EE分别面向主流市场以及高端市场，其每个核心采用独立式缓存设计，在处理器内部两个核心之间是互相隔绝的，通过处理器外部(主板北桥芯片)的仲裁器负责两个核心之间的任务分配以及缓存数据的同步等协调工作。两个核心共享前端总线，并依靠前端总线在两个核心之间传输缓存同步数据。从架构上来看，这种类型是基于独立缓存的松散型双核心处理器耦合方案，其优点是技术简单，只需要将两个相同的处理器内核封装在同一块基板上即可；缺点是数据延迟问题比较严重，性能并不尽如人意。另外，Pentium D和Pentium EE的最大区别就是Pentium EE支持超线程技术而Pentium D则不支持，Pentium EE在打开超线程技术之后会被操作系统识别为四个逻辑处理器。




    Pentium D和Pentium EE目前具有以下产品：

Pentium D 8X0系列：
    目前有820(2.8GHz)、830(3.0GHz)和840(3.2GHz)三款产品，都基于Smithfield核心，实际上就是将两个Pentium 4处理器所采用的Prescott核心封装在一起。这三款产品都采用800MHz FSB、90nm制造工艺、每核心1MB二级缓存、全部采用Socket 775接口、都支持硬件防病毒技术EDB和64位技术EM64T，除了Pentium D 820之外都支持节能省电技术EIST。
Pentium D 8X5系列：
    目前只有805(2.66GHz)一款产品，同样基于90nm制造工艺的Smithfield核心，只不过前端总线降低到533MHz FSB，采用Socket 775接口、每核心1MB二级缓存、支持硬件防病毒技术EDB和64位技术EM64T，但不支持节能省电技术EIST。
Pentium EE 8XX系列：
   目前只有840(3.2GHz)一款产品，同样基于90nm制造工艺的Smithfield核心，采用800MHz FSB、每核心1MB二级缓存、Socket 775接口、支持硬件防病毒技术EDB、64位技术EM64T和节能省电技术EIST。
Pentium D 9X0系列：
    目前有920(2.8GHz)、930(3.0GHz)、940(3.2GHz)和950(3.4GHz)四款产品，都基于65nm制造工艺的Presler核心，实际上就是将两个Pentium 4处理器所采用的Cedar Mill核心封装在一起。采用800MHz FSB、每核心2MB二级缓存、Socket 775接口、支持硬件防病毒技术EDB、64位技术EM64T、节能省电技术EIST以及虚拟化技术Intel VT。
Pentium EE 9XX系列：
    目前有955(3.46GHz)和965(3.73GHz)两款产品，同样基于65nm制造工艺的Presler核心，前端总线频率提升到1066MHz FSB，每核心2MB二级缓存、Socket 775接口、支持硬件防病毒技术EDB、64位技术EM64T以及虚拟化技术Intel VT，但不支持节能省电技术EIST。
Pentium D 9X5系列：
    按照Intel的产品路线图，即将推出Pentium D 915(2.8GHz)和925(3.0GHz)，同样基于65nm制造工艺的Presler核心，与Pentium D 9X0系列相比，除了都不支持虚拟化技术Intel VT以及Pentium D 915不支持节能省电技术EIST之外，其它的技术特性和参数都完全相同。

    值得注意的是，Intel的Pentium D和Pentium EE与AMD的双核心处理器Athlon 64 X2和Athlon 64 FX系列相比，都是独立式二级缓存，除了协调单元前者在CPU外部(依赖于主板)，而后者在CPU内部(不依赖于主板)之外，本质上并无重大区别，相对来说都比较简单----只需要为两个核心添加一个协调单元即可。所谓的“真假双核”纯属无稽之谈，严格点看的话，这二者都不是真正意义上的完全的双核心处理器，只不过都是双核心处理器中最简单的类型罢了。

    需要注意的是，无论是Pentium D还是Pentium EE，由于都必须依赖主板北桥芯片来负责两个核心之间的协调工作，因此必须要特定的主板芯片组才能支持，目前有Intel的945P、945G、945PL、945GZ、955X、975X以及其它芯片组厂商的双核心芯片组，例如ATI Radeon Xpress 200(RC410)、ATI Radeon Xpress(RXC410)、nVIDIA nForce4 SLI IE、nForce4 SLI XE、nForce4 SLI X16 IE、nForce4 Ultra IE等等。

    按照Intel的规划，从2006年第三季度开始，Pentium D和Pentium EE将逐渐被基于Core架构代号Conroe的双核心处理器所取代。

    二、Core Duo

    与Pentium D和Pentium EE所采用的基于独立缓存的松散型双核心处理器耦合方案完全不同的是，2006年初发布的Core Duo采用的是基于共享缓存的紧密型双核心处理器耦合方案，其最重要的特征是抛弃了两个核心分别具有独立的二极缓存的方案，改为采用与IBM的多核心处理器类似的两个核心共享二级缓存方案。与独立的二级缓存相比，共享的二级缓存具有如下优势：

    1)二级缓存的全部资源可以被任何一个核心访问，当二级缓存的数据更新之后，两个核心并不需要作缓存数据同步的工作，工作量相对减少了，而且极大的降低了缓存数据延迟问题，这有利于处理器性能的提升。
    2)前两种类型的每个核心的二级缓存资源都是固定不变的，任何一个核心都可以根据工作量的大小来决定占用多少二级缓存资源，利用效率相对于独立的二级缓存得到了极大的提高。
    3)有利于降低处理器的功耗。可以把两个核心分为“冷核”和“热核”模式，在工作量较大时两个核心都全速运作，而在工作量较小时则可以让“冷核”关闭，进入休眠模式，而继续运作的“热核”则可以占有全部的二级缓存资源，相比之下独立式缓存就只剩下一半的二级缓存资源可用了。




    Core Duo采用“Smart Cache”共享缓存技术在两个核心之间作协调。在Core Duo处理器内部，两个核心通过SBR(Share Bus Router，共享资源协调器) 共享二级缓存资源，当其中一个核心运算完毕后将结果存放到二级缓存中以后，另外一个核心就可以通过SBR读取这些数据，不但有效解决了二级缓存资源争夺的问题，与前两种类型相比也不必对缓存资源作频繁的同步化操作，而且比起Intel自己早先采用的第一种类型需要通过主板北桥芯片迂回的方法相比，不但大幅度降低了缓存数据的延迟，而且还不必占用前端总线资源。另外，SBR还具有“Bandwidth Adaptation”(带宽适应)功能，可以对两个核心共享前端总线资源进行统一管理和协调，改善了两个核心共享前端总线的效率，减少了不必要的延迟，而且有效避免了两个核心之间的冲突。

    Smart Cache共享缓存技术确实是行之有效的双核心处理器的高效解决方案，借助于Smart Cache共享缓存技术Core Duo也体现出了强大的性能，这才是严格意义上的真正的双核心处理器。Smart Cache共享缓存技术即将被应用到Intel今后所有的双核心处理器中，例如即将发布的Merom核心笔记本处理器和Conroe核心的台式机处理器都采用Smart Cache共享缓存技术。

    虽然共享的二级缓存具有极大的优势，但其技术要比独立的二级缓存复杂得多，所以在X86架构个人处理器方面至今仍然只有Core Duo才采用了这一方案。目前Core Duo中用于台式机的主要是T系列的T2300(1.66GHz)、T2400(1.83GHz)、T2500(2.0GHz)和T2600(2.16GHz)，都基于65nm制造工艺的Yonah核心，采用667MHz FSB、2MB共享式二级缓存、改良了的新版Socket 478接口(与以前台式机的Socket 478并不兼容)、都支持硬件防病毒技术EDB、节能省电技术EIST以及虚拟化技术Intel VT，但其最大的遗憾是不支持64位技术，仅仅只是32位的处理器。目前与台式机Core Duo搭配的主要是Intel 945GT芯片组，当然，原用于笔记本的Intel 945GM、945PM、945GMS也能支持Core Duo。

    按照Intel的规划，从2006年第三季度开始，台式机Core Duo将逐渐采用基于Core架构的Conroe核心，改用Socket 775接口，主流型号的前端总线提高到1066MHz FSB，而Extreme Edition加强版则进一步提高到1333MHz FSB，并且共享式二级缓存提高到4MB；只有部分低端型号才会继续采用800MHz FSB和2MB共享式二级缓存。基于Core架构的Conroe核心Core Duo将比现在所有的台式机双核心处理器(包括Yonah核心Core Duo、Pentium D、Pentium EE、Athlon 64 X2和Athlon 64 FX)的性能有大幅度提升，而功耗则进一步降低，确实值得期待。

[ 本帖最后由 灰儿 于 2008-6-18 18:32 编辑 ]