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多核心處理器 - 维基百科，自由的百科全书
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多核たかく心しん處理しょり器き

（重定しげさだ向こう自じ多核たかく心こころ）

多核たかく心しん處理しょり器き（英語えいご：Multi-core processor），又また称たたえ多核たかく微ほろ处理器き，是ぜ在ざい單たん個こ計算けいさん元もと件けん中ちゅう加入かにゅう兩個りゃんこ或ある以上いじょう的てき獨立どくりつ實體じったい中央ちゅうおう處理しょり單元たんげん（簡稱核心かくしん，英語えいご：Core）。這些核心かくしん可か以分別べつ獨立どくりつ地ち執行しっこう程ほど式しき指令しれい，利用りよう平行へいこう計算けいさん的てき能力のうりょく加か快かい程ほど式しき的てき執行しっこう速度そくど。

Procesor czterordzeniowy AMD Phenom II X4 840

通常つうじょう把わ两个或ある更さら多た独立どくりつ处理器き封ふう装そう在ざい一いち个单一いち集成しゅうせい电路（IC）中ちゅう的てき方案ほうあん會かい稱しょう為ため多核たかく心しん處理しょり器き，而封裝そう在ざい不同ふどうIC中ちゅう的てき獨立どくりつ處理しょり器き形成けいせい的てき計算けいさん機き系統けいとう被ひ稱しょう為ため多た處理しょり器き。在ざい某ぼう些情况中（比ひ如广告つげ中ちゅう），有ゆう些人会かい将はた在ざい同どう一个集成电路中多个独立的单核心微处理器（或ある多核たかく心こころ微ほろ处理器き）称しょう做“多た处理模も块”、“多核たかく心しん”等とう，其实是ぜ指ゆび“多た处理器き”而不是ぜ“多核たかく心こころ处理器き”。除じょ非ひ特とく别说明あきら，本文ほんぶん将しょう使用しよう“多核たかく心しん”指ゆび代だい在ざい同どう一集成电路中集成多個獨立處理器的CPU（即そく“多核たかく心こころ处理器き”）。

一般いっぱん情況じょうきょう下か，多核たかく心こころ处理器き可か以在每ごと个核心しん分ぶん别独立どくりつ物理ぶつり封ふう装そう的てき情じょう况下进行多た任にん务处理り（線せん程ほど級きゅう並行へいこう處理しょり（Thread-Level Parallelism，TLP），这种形式けいしき的てきTLP通常つうじょう被ひ认为是ぜ晶あきら片へん級きゅう多た處理しょり）。

商しょう业化的てき例れい子こ

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  • IBM的てきPOWER4，2000年ねん发布的てき第だい一个双核心模块处理器。
  • IBM的てきPOWER5双そう核心かくしん芯しん片へん，还有应用在ざい苹果りんご电脑PowerMac G5中なか的てき[PowerPC 970|PowerPC 970MP]]双そう核心かくしん处理器き。
  • Broadcom SiByte（SB1250, SB1255, SB1455）
  • PA-RISC（PA-8800）
  • Sun Microsystems UltraSPARC IV, UltraSPARC IV+, UltraSPARC T1
  • AMD在ざい2005年ねん4月がつ22日にち发布了りょう它的双そう核心かくしんOpteron服ふく务器/工作こうさく站用处理器き，还在2005年ねん5月がつ31日にち发布了りょう双そう核心かくしん桌面处理器きAthlon 64 X2家族かぞく。此外，AMD还发布ぬの了りょうFX-60和わFX-62高性能こうせいのう桌面处理器き，以及Turion 64 X2移うつり动处理り器き。
  • Intel的てき基もと于NetBurst微ほろ架か构的てき双そう核心かくしんPentium D、Xeon处理器き。
  • 用よう於筆記ひっき型がた電腦でんのう的てきIntel Core Duo
  • Intel Core 2。
  • Intel Core i3/i5/i7/i9
  • Microsoft的てきXbox 360游ゆう戏终端はし使用しよう了りょう三さん核心かくしん的てきPowerPC微ほろ处理器き。
  • Raza Microelectronics的てきXLR处理器き拥有8个MIPS核心かくしん。
  • Cavium Networks的てきOcteon处理器き拥有16个MIPS核心かくしん。
  • Intel® Xeon Phi™ Coprocessor 7100 Series處理しょり器き擁よう有ゆう61核心かくしん，運算うんざん能力のうりょく可か達たち1.208 TeraFLOPS。
  • AMD Ryzen及Ryzen Threadripper。
  • 目前もくぜんAMD發布はっぷ的てき锐龙9 3950X使用しよう了りょう7奈米製せい程ほど的てき技術ぎじゅつ。

开发动机

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技わざ术压力りょく

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CMOS製造せいぞう技術ぎじゅつ不斷ふだん改善かいぜん、單たん個こ邏輯閘不断ふだん变小，基き於半導體はんどうたい的てき微ほろ電子でんし學がく的てき物理ぶつり極限きょくげん變成へんせい主要しゅよう的てき設計せっけい考量こうりょう。

商しょう业诱因いん

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由よし於商用よう電腦でんのう要求ようきゅう提ひさげ升ます，處理しょり器き向高むこうたか效能こうのう的てき方向ほうこう發展はってん。兩個りゃんこ同どう效能こうのう的てき處理しょり器き理論りろん上じょう的てき處理しょり能力のうりょく是ぜ原ばら來らい的てき兩りょう倍ばい。早年そうねん的てきIntel就曾推出可か安あん裝そう多た個こ單たん核心かくしんXeon的てき伺服器き底そこ板ばん。此外，家いえ用よう電腦でんのう也出現しゅつげん過か可か以安裝そう最少さいしょう2個こPentium III的てき底そこ板ばん。但ただし由よし於能源げん、成本なりもと、空間くうかん等とう問題もんだい，現今げんこん的てき底そこ板ばん已やめ向むかい「多核たかく心しん」方向ほうこう發展はってん。

优势

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由よし于采用よう了りょう相しょう对简单的微ほろ处理器き作さく为处理り器き核心かくしん，多核たかく心こころ处理器き具有ぐゆう高だか主しゅ频、设计和わ验证周期しゅうき短たん、控ひかえ制せい逻辑简单、扩展性せい好このみ、易えき于实现、功こう耗低和わ通信つうしん延のべ迟低等とう优点。此外，多核たかく心こころ处理器き还能充分じゅうぶん利用りよう不同ふどう应用的てき指令しれい级并行ぎょう和わ线程级并行ぎょう，具有ぐゆう较高线程级并行ぎょう性せい的てき应用可か以很好地こうち利用りよう这种结构来らい提ひさげ高性能こうせいのう。

劣れつ势

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尽つき管かん多核たかく心しん有ゆう比ひ单核心こころ运行速度そくど更さら快かい的てき优势，但ただし如果应用程ほど序じょ不ふ支援しえん多核たかく心しん處理しょり，这个优势就不能ふのう發揮はっき。例れい如早期き的てき軟件和わWindows只ただ支援しえん单核心しん處理しょり，不ふ會かい自動じどう使用しよう多た个核心しん作さく分ぶん工こう處理しょり，但ただし這問題もんだい目前もくぜん已やめ經けい不ふ存在そんざい了りょう，因いん為ため現在げんざい幾いく乎所有しょゆう程ほど序じょ都と支援しえん多核たかく心しん處理しょり。

软件影かげ响

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編へん程ほど問題もんだい

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對たい於多核心かくしん的てき電腦でんのう，若わか在ざい程ほど式しき編へん寫うつし或ある編へん譯やく時とき無法むほう把わ程ほど式しき線せん性せい化か，就不能ふのう充分じゅうぶん利用りよう多核たかく心しん的てき特色とくしょく，結果けっか程ほど式しき只ただ能のう在ざい一いち個こ核心かくしん上じょう運行うんこう，白白しらじら浪費ろうひ中央ちゅうおう處理しょり器き的てき資源しげん。

许可

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另外一個問題是對多核心處理器的軟件授權。企業きぎょう級きゅう的てき伺服器き軟件是ぜ以處理しょり器き為ため單位たんい授權。以前いぜん，中央ちゅうおう處理しょり器き只ただ有ゆう一個核心而多數電腦只有一個處理器，並なみ不ふ存在そんざい這個問題もんだい。而在雙そう核心かくしん處理しょり器き剛つよし面めん世よ時じ，有ゆう些軟件けん是ぜ以核心こころ為ため單位たんい授權，雙そう核心かくしん處理しょり器き則そく需要じゅよう兩個りゃんこ授權。現在げんざい的てき主流しゅりゅう是これ把わ雙そう核かく心こころ或ある多核たかく心しん處理しょり器き計算けいさん成なり一いち個こ處理しょり器き。微ほろ軟、英えい特とく爾なんじ和わ超ちょう微ほろ支持しじ這個觀點かんてん，甲かぶと骨こつ文ぶん雖然也支持しじ這個觀點かんてん，但ただし是ぜ甲かぶと骨こつ文ぶん只ただ將はた英えい特とく爾しか和かず超ちょう微ほろ的てき多核たかく心しん處理しょり器き計算けいさん為ため一いち個こ處理しょり器き，卻把其他的てき多核たかく心しん處理しょり器き當とう成なり多た個こ處理しょり器き。國際こくさい商業しょうぎょう機器きき、惠めぐみ普ひろし和わ微ほろ軟把多た處理しょり器き模も組ぐみ當とう成なり多た處理しょり器き，因いん為ため假かり如把多た處理しょり器き模も組ぐみ當とう成なり一いち個こ處理しょり器き，處理しょり器き廠しょう商會しょうかい製造せいぞう大型おおがた、昂のぼる貴き的てき多た處理しょり器き模も組ぐみ來らい幫助客きゃく戶と節ぶし省しょう軟件費用ひよう，所以ゆえん現在げんざい行ぎょう業ぎょう上じょう漸やや漸やや把わ一枚晶片當作一個處理器。

普遍ふへん误解

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很多人じん[谁？]以為中央ちゅうおう處理しょり器き的てき核心かくしん數すう目もく越えつ多た，其效能會のうかい越えつ高だか。这其实是缺乏けつぼう對たい處理しょり器き運算うんざん速度そくど和わ軟體的てき支援しえん問題もんだい的てき理解りかい。例れい如：4核かく486MHz的てき處理しょり器き與あずか單たん核かく3.0GHz處理しょり器き相しょう比ひ，雖然前者ぜんしゃ可か同時どうじ有ゆう四よん條じょう線路せんろ運算うんざん，而後者しゃ卻只有ゆう一いち條じょう線路せんろ運算うんざん，但ただし是これ時どき脈みゃく明あかり顯あらわ有ゆう差さ距。而且不ふ是ぜ全部ぜんぶ軟體都と支持しじ多核たかく心こころ及多處理しょり器き的てき工作こうさく環境かんきょう。

若わか是ぜ以上いじょう述じゅつ的てき例れい子來こらい做簡單かんたん的てき說明せつめい， 4核かく486MHz的てき處理しょり器き就像是ぜ一個部門可以一次處理四個單位的工作，但ただし每まい個こ處理しょり單位たんい卻只有ゆう一いち個人こじん慢慢完成かんせい。而單核かく3.0GHz的てき處理しょり器き則のり像ぞう是ぜ一個部門一次只處理一個單位的工作，但ただし該處理しょり單位たんい卻有好幾よしいく個人こじん來らい快速かいそく地ち完成かんせい工作こうさく。

註釋ちゅうしゃく

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  1. ^ Digital signal processors, DSPs, have utilized dual-core architectures for much longer than high-end general purpose processors. A typical example of a DSP-specific implementation would be a combination of a RISC CPU and a DSP MPU. This allows for the design of products that require a general purpose processor for user interfaces and a DSP for real-time data processing; this type of design is suited to e.g. mobile phones.
  2. ^ Two types of operating systems are able to utilize a dual-CPU multiprocessor: partitioned multiprocessing and symmetric multiprocessing (SMP). In a partitioned architecture, each CPU boots into separate segments of physical memory and operate independently; in an SMP OS, processors work in a shared space, executing threads within the OS independently.

参まいり见

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外部がいぶ链接

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