双核处理器如何能节省您的时间和资金IBMSystemx服务器使用双核Intel处理器的运算优势作者：MarkT.Chapman、CristianRojas,和MauriceBlandIBM系统和技术部概述本文详细考查了双核处理器的实际优势，采用IBM®SystemxTM服务器作为实际示例。我们论述了其对行业标准服务器用户带来的好处，并展示了其针对高性能HPC和业务运算应用的可扩展性能和卓越的性能功率比。现在的处理器技术正向64-位运算方向发展，而先进处理器技术发展的下一步将是引入双核处理器，而随后将是发展出新一代的低功耗双核处理器。在过去，典型的处理器芯片包括一个中央处理单元，或CPU内核（处理器的“大脑”），围绕它布满了支持的电路，例如芯片中L2缓存。在这种情况下，一个“双路”服务器应拥有两个处理器插槽，各包含一个单核芯片。与之对照，双核处理器则在单个芯片中包含了两个完整的处理器内核，同时还包含了L1和L2缓存及其他支持电路。这就为提高性能和减少延迟提供了潜在的优势，而相对两个物理处理器1，其功耗和发热也更低。本文还以IBMSystemx为平台，详细阐述了Intel®双核处理器相对Intel单核处理器的潜在优势。我们籍以衡量的两个标准就是整体性能提升和单位功率性能。简而言之，单位功率性能的意思就是每使用一瓦特功率，处理器能作多少“工作”。在业务发展的过程中，这将是一条非常重要的衡量标准，所以要获得更有效的基础结构，它必不可少。我们的测试结果表明，IBMSystemx3650（双核）和IBMeServerTMxSeries®346（单核）服务器2两者相比，双核的性能比单核上升了30-110%，而单位功率性能则上升了90%-175%。1相同类型和时钟频率的物理处理器。2虽然基准结果只是专门针对x3650服务器的，但其他x3XXX系列服务器中采用了与之相同的处理器、内存和I/O技术。因此，这些产品与早期的IBM产品对比时，其相对性能增强与上述结果类似。简介为何采用双核？自微处理器于35年前被发明以来，计算机工程师和架构师们就一直致力于用他们手上的晶体管开发更快和更便宜的设备。第一个商用单片微处理器－Intel4004具有4位的中央处理单元(CPU)，其工作频率低于1MHz，在10微米的处理器上集成了大约2,300个晶体管。而现在，一个64位微处理器的工作频率高于2GHz，采用低于100纳米的处理器技术构建，并集成了数百万的晶体管。GordonMoore成功的预测了过去四十年来处理器技术的飞速发展。他是Intel的共同创始人之一，也是公认的摩尔定律的制订者。摩尔定律明确指明了电子集成电路封装技术的发展将导致晶体管的数量每18到24个月翻一番。摩尔定律的实际效果让技术用户能够减少成本的同时获得更高的运算能力。经过多年的发展，摩尔定律的效果使得制造商能够很容易的提高处理器性能。随着每一代处理器制造技术的发展，晶体管变得更小，封装得更密集，同时也就减少了电路中电容和布线的距离，这也就使得处理器的时钟频率获得飞速提高。今天，任何从事过IT行业的人都知道，要扩展处理器的时钟频率正变得越来越困难。摩尔定律的好处也伴有一个“阴暗面”。随着晶体管密度和处理器主频的提升，处理器的耗能和发热也迅速上升。其导致的处理器功率密度也会上升，而使用传统的廉价冷却方式散热就变得越来越困难。这成为限制处理器速度的主要瓶颈。电源密度通常以单位面积的功率或瓦特/cm2表示，而如果我们将处理器功率密度按照IT业过去20年来的速度进行外推，那么，不断缩小的处理器面积上产生的温度最终将超过太阳的表面！而时钟频率越高，其耗能越大。芯片越热，整个系统的运行也会越热，同时也就让制冷面临更多挑战。虽然较小的晶体管工作电压也较低，因而其功耗和发热也会相应减少，但晶体管尺寸的缩小也会导致漏电量的上升。电流泄漏大约占整个设备功耗的40%，包括门极漏电和断路漏电－即使在晶体管关闭时，电子也会持续流经晶体管绝缘“壁”。利用晶体管电压限制(Vt)是减少漏电的设计技术之一。低Vt的晶体管速度快但漏电高，而高Vt的晶体管漏电低但速度也慢。在少数关键性能位置采用低Vt晶体管，而在其他位置主要采用中高Vt的晶体管来减少泄漏能够平衡性能和功耗要求。但最终，还是要提高单位面积的晶体管数量以进行更复杂...
