|
今天，随着多核处理器的发展，计算领域正在发生具有革命性影响的转变，本文的主要目的就是要探讨，在这一转变过程中，多核处理器将扮演什么样的关键角色？并试图帮助读者从不同的角度来了解多核处理器的趋势和走向。
为此，文章首先通过SPEC_fp2000和SPECfp_rate2000基准测试，比较了三种CPU设计方案（更小的芯片、增加缓存、增加核心）在性能和性价比方面的不同表现，你将看到，这三种方案各具优劣势。
然后，作者讨论了多核处理器在短期内需要解决的一些问题，如功耗问题、单/多线程性能矛盾、最优核心数量等，为此，作者还对传统的Amdahl 定律进行了适当修改。此外，文章还从技术和市场的角度对多核芯片与RISC SMP进行了比较，作者认为这二者之间存在一定的相似性，而且，64位多核处理器对RISC市场构成了挑战。
最后，作者从长远角度，对未来多核处理器的方向性问题进行了一些探讨，如片上SMP、异构多核、核心过多、内存带宽等问题。
值得一提的是，原文的三位作者John McCalpin、Chuck Moore和Phil Hester是AMD公司的资深技术专家，其中Phil Hester是AMD公司高级副总裁兼首席技术官，负责为AMD的微处理器业务制定架构和产品方面的策略和规划。Hester同时也是AMD技术委员会的主席，负责确保产品开发、整合与工艺等各部门的综合技术能力与产品发展方向一致。由于文章技术性较强，且带有较强的前瞻性，加上编译者水平有限，难免有疏误之处，请读者多多指正。
三种CPU设计方案比较
多核处理器最初的开发在很大程度上要归功于 CMOS 光刻印刷（lithography）工艺的持续进步。众所周知，随着CPU 核心的尺寸/带宽的不断提升，很快就会造成投资回报的递减。因此，当核心的尺寸工艺收缩到一个小尺度上后，出于成本方面的考虑，芯片制造商通常的选择有如下三种：
生产更小的芯片
增加大量缓存
增加更多核心
注意，增加更多内存带宽也是一种方法，但会导致处理器芯片之外的成本也会大幅增加，如修改主板（可能需要更多的PCB层）、增加DIMM插槽等。正是因为这些额外成本以及插槽兼容性方面的顾虑，增加更多内存带宽这种方法不在本文的讨论范围。
针对上述三种方案，我们建立了SPEC测试模型，图 1 和图 2 显示了相关的性能和性价比指标，假定光刻印刷精度提高30%（即尺寸缩减50%），单核频率可提高17%，双核频率则需降低17%，以保持相同的功耗水平。注意，SPECfp_rate2000基准测试包含14个独立的测试。测试指标包括：最小加速比（minimum speedup）、中值加速比（median speedup）、几何平均加速比（geometric mean speedup）和最大加速比（maximum speedup）。对于双核处理器方案，要同时估算单核(uni) 和双核(mp) 的加速比。
相关的性能和性价比指标
|
