计算机新技术-多核技术

计算机新技术——多核技术PAGEPAGE5计算机新技术——我对多核技术的认识相关技术名词解释： 2多核技术定义： 2多核处理器定义： 2双核技术定义： 3多核技术的特点分析： 3多核技术的优势： 3潜在的两个问题 3九大关键技术的挑战 4未来的发展 6在计算机新技术课程上了解到了多核技术，是我对多核技术有了更大的兴趣，所以选择多核技术来写一篇自己的认识。相关技术名词解释：多核技术定义：多核技术就是把多个处理器集成在一个芯片内，是对称多处理系统的延伸，设计的主要思想是通过简化超标量结构设计，将多个相对简单的超标量处理器核集成到一个芯片上，从而避免线延的影响，并充分开发线程级并行性，提高吞吐量。多核处理器定义：多核处理器，指的是在一个芯片内含有多个处理核心而构成的处理器。所谓“核心”，通常指包含指令部件、算术/逻辑部件、寄存器堆和一级或者二级缓存的处理单元。在芯片上，多个核心通过某种方式互联起来，使它们能够交换数据，从而可以对外表现为一个统一的多核处理器。多核处理器能通过划分进一步提高，必须有其他一些手段来提高存储器接口的带宽，如增加单个管脚带宽的DDR、DDR2、QDR、XDR等。同样，系统也必须有能提供高带宽的存储器。所以，芯片对封装的要求也越来越高，虽然封装的管脚数每年以20%的数目提升，但还不能完全解决问题，而且还带来了成本提高的问题，为此，怎样提供一个高带宽，低延迟的接口带宽，是必须解决的一个重要问题。9、可靠性及安全性设计随着技术革新的发展，处理器的应用渗透到现代社会的各个层面，但是在安全性方面却存在着很大的隐患。一方面，处理器结构自身的可靠性低下，由于超微细化与时钟设计的高速化、低电源电压化，设计上的安全系数越来越难以保证，故障的发生率逐渐走高。另一方面，来自第三方的恶意攻击越来越多，手段越来越先进，已成为具有普遍性的社会问题。现在，可靠性与安全性的提高在计算机体系结构研究领域备受注目。未来的发展处理器功耗∝电流*电压*电压*主频”，所以：处理器功耗正比于IPC。由单核处理器增加到多核处理器，如果主频不变的话，IPC理论上可以提高n倍，功耗理论上也就最多提高n倍，因为功耗的增加是线性的。而实际情况是，多核处理器性能达到单核处理器同等性能的时候，前者的主频可以更低，因此功耗的下降也是指数方下降的。反映到产品中就是多核处理器的起跳主频可以比单核处理器更低，性能更好。由此可见，将来处理器发展的趋势是：为了达到更高的性能，在采用相同微架构的情况下，可以增加处理器的内核数量同时维持较低的主频。这样设计的效果是，更多的并行提高IPC，较低的主频有效地控制了功耗的上升。多核处理器通过把多个执行内核放进一个处理器，每个内核在较低的频率下来降低功耗同时提高性能。实践证明，这种多核设计方法仍然符合摩尔定律。多核处理器的高性能低功耗的特性在满足了广大客户对性能不断追求的同时也极大提升了性能功耗比，为广大用户提供了更好的选择。同时，随着多核生态系统及制造工艺的进一步成熟，多核技术的主流化趋势已势不可挡，多核处理器为商用用户带来更高的性能、更低功耗。多核的出现是技术发展和应用需求的必然产物。多核通过在一个芯片上集成多个简单的处理器核充分利用这些晶体管资源，发挥其最大的能效。由于CMP(单芯片多处理器)的分布式结构中全局信号较少，与集中式结构的超标量处理器结构相比，在克服线延迟影响方面更具优势，使门延迟逐渐缩短，而全局连线延迟却不断加长。此外多核处理器里单个核的速度较慢，处理器消耗较少的能量，产生较少的热量。同时，原来单核处理器里增加的晶体管可用于增加多核处理器的核。在满足性能要求的基础上，多核处理器通过关闭（或降频）一些处理器等低功耗技术，可以有效地降低能耗。随着处理器结构复杂性的不断提高，和人力成本的不断攀升，设计成本随时间呈线性甚至超线性的增长。多核处理器通过处理器IP等的复用，可以极大降低设计的成本。同时模块的验证成本也显著下降。随着操作系统及应用软件对多核处理器的进一步支持及优化、芯片制造工艺的成熟、AMD及Intel为代表的低功耗技术的发展、芯片级虚拟化技术的成熟等诸多因素，将推动服务器处理器多核化趋势的进一步彰显，多核技术将成为服务器技术的重要技术支点。应用需求的不断提高是计算机发展的根本动力。如目前的服务器应用，要求高的吞吐率和在多处理器上的多线程应用；Internet的应用、P2P和普适计算的应用都促使了计算机性能的不断提升，多核技术已经成为服务器技术的重要技术支点。大型企业的ERP、CRM等复杂应用，科学计算、政府的大型数据库管理系统、数字医疗领域、电信、金融等都需要高性能计算，多核技术可以满足这些应用的需求。从目前来看，多核处理器的推广还受到一定程度的限制，如一些桌面应用尚不支持多线程、多核处理器价格相对偏高、应用开发工具不成熟等。随