試談CPU當(dāng)前拓展趨勢范文

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[關(guān)鍵詞]：cpu網(wǎng)絡(luò)雙核技術(shù)

[摘要]：現(xiàn)在CPU處理器的發(fā)展真可謂日新月異，論文著重介紹中國的龍芯及國際的雙核技術(shù)，并介紹其未來的發(fā)展趨勢，在此基礎(chǔ)上提出了一些新的看法。

一、網(wǎng)絡(luò)通信的普及

隨著網(wǎng)絡(luò)時代的到來，網(wǎng)絡(luò)通信、信息安全和信息家電產(chǎn)品將越來越普及，而CPU正是所有這些信息產(chǎn)品中必不可少的部件。CPU的英文全稱是CentralProcessingUnit，我們翻譯成中文也就是中央處理器。CPU（微型機(jī)系統(tǒng)）從雛形出現(xiàn)到發(fā)展壯大的今天，由于制造技術(shù)的越來越先進(jìn)，在其中所集成的電子元件也越來越多，上萬個，甚至是上百萬個微型的晶體管構(gòu)成了CPU的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。CPU的內(nèi)部結(jié)構(gòu)可分為控制單元，邏輯單元和存儲單元三大部分。

二、中國CPU現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

9月13日，中科院計(jì)算技術(shù)研究所承擔(dān)的國家“863”項(xiàng)目“龍芯2號增強(qiáng)型處理器芯片設(shè)計(jì)”(即龍芯2E)正式通過了“863”專家組的驗(yàn)收。該通用CPU已經(jīng)達(dá)到了奔騰4的水平，這標(biāo)志著我國在通用CPU設(shè)計(jì)和生產(chǎn)方面，取得了巨大的進(jìn)展。經(jīng)專家鑒定，龍芯2號居國內(nèi)通用CPU研制領(lǐng)先水平。

與此同時，中科院計(jì)算所也宣布了進(jìn)一步的研發(fā)計(jì)劃，即會在2008年左右推出龍芯3號芯片，用于將來的服務(wù)器市場。根據(jù)中科院計(jì)算所公布的產(chǎn)品路線圖，龍芯3號將會是64位16核的芯片，而到現(xiàn)在為止的龍芯1號和龍芯2號系列芯片都是單核(龍芯1號是32位，龍芯2號系列為64位)。之所以龍芯3號會跳過雙核、4核、8核，直接進(jìn)入到16核的設(shè)計(jì)，首先是因?yàn)橛?jì)算所已經(jīng)具備了設(shè)計(jì)16核芯片的能力，其次是實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展的需要。

據(jù)中科院計(jì)算所介紹，“十一五”計(jì)劃期間，中科院計(jì)算所將研制多核的龍芯3號，可用來研制生產(chǎn)高性能的計(jì)算機(jī)和服務(wù)器，進(jìn)一步縮小與國外先進(jìn)水平的差距。現(xiàn)在龍芯系列研發(fā)和推廣的重點(diǎn)依然是龍芯2號產(chǎn)品，但與此同時也末放棄龍芯1號和3號的繼續(xù)研發(fā)，龍芯家族的各號產(chǎn)品嵌入式系統(tǒng)(龍芯1號)、PC機(jī)(龍芯2號)和服務(wù)器(龍芯3號)研發(fā)將齊頭并進(jìn)。面對中國這個潛力廣闊的大市場，龍芯還有很長的一段路要走，合理地找準(zhǔn)市場地位，如何發(fā)揮其產(chǎn)品的技術(shù)優(yōu)勢并加大應(yīng)用推廣的力度，是目前龍芯處理所需要做的。

三、國際CPU現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

兩家世界上最大的處理器制造廠AMD和Intel曾都遇到一個難題，那就是“頻率”。頻率作為衡量處理器好壞的標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)成為了大多數(shù)人的定論。低頻率就代表著一顆處理器性能的滯后，而如今不管是Intel還是AMD都同時遇到了“頻率”這個難題。在設(shè)計(jì)者提高處理器內(nèi)部進(jìn)程的數(shù)量、增加緩存容量等方法紛紛用盡以后，似乎殘酷的現(xiàn)實(shí)告訴設(shè)計(jì)者們:單核心處理器已經(jīng)走到盡頭。雙核心被Intel和AMD確定為下步發(fā)展項(xiàng)目也就不足為奇了。

AMD和Intel的雙核技術(shù)在物理結(jié)構(gòu)上也有很大不同之處。AMD將兩個內(nèi)核做在一個Die(內(nèi)核)上，通過直連架構(gòu)連接起來，集成度更高。Intel則是采用兩個獨(dú)立的內(nèi)核封裝在一起，因此有人將Intel的方案稱為“雙芯”，認(rèn)為AMD的方案才是真正的“雙核”。從用戶端的角度來看，AMD的方案能夠使雙核CPU的管腳、功耗等指標(biāo)跟單核CPU保持一致，從單核升級到雙核，不需要更換電源、芯片組、散熱系統(tǒng)和主板，只需要刷新BIOS軟件即可，這對于主板廠商、計(jì)算機(jī)廠商和最終用戶的投資保護(hù)是非常有利的。由此看來，在多核處理器市場上，AMD在對客戶的理解和對輸出最符合客戶需求的產(chǎn)品方面的理念走在了Intel的前面，目前，雙核處理器的應(yīng)用環(huán)境已經(jīng)頗為成熟，大多數(shù)操作系統(tǒng)已經(jīng)支持并行處理，許多新或即將的應(yīng)用軟件都對并行技術(shù)提供了支持，因此雙核處理器一旦上市，系統(tǒng)性能的提升將能得到迅速的提升。因此，目前整個軟件市場其實(shí)已經(jīng)為多核心處理器架構(gòu)提供了充分的準(zhǔn)備。在單一處理器上安置兩個或更多強(qiáng)大的計(jì)算核心的創(chuàng)舉開拓了一個全新的充滿可能性的世界。多核心處理器可以為戰(zhàn)勝今天的處理器設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)提供一種立竿見影、經(jīng)濟(jì)有效的技術(shù)――降低隨著單核心處理器的頻率(即“時鐘速度”)的不斷上升而增高的熱量和功耗。