主流双核微处理器技术分析及能对比参考课件

双核状态运行单个TMPGEnc Plus
• 用时:3分37秒
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双核状态同时运行两个TMPGEnc Plus
• 用时:6分10秒
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关闭双核
• 时间:5分23秒，是开启双核花费时间的1.4wenku.baidu.com 倍！
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游戏测试简述
• 总共测试了6个游戏项目，而双核处理器的表现可以 说并没有给我们惊喜。在6个项目中，双核心PD 840 只有微弱的优势,而这些并不显著优势还是建立在高 分辨率以及双显卡SLI平台之上的。
• 从测试结果可以看出，如果你问我双核比单 核来说是不是性能有提高，那么我回答你是 有提高的；如果你问我双核处理器对你来说 有没有用，那么我回答你得看你的应用状况 了，你是不是会用到支持多CPU的软件，或者 会不会经常同时进行多个操作或者使用大型 专业软件(如视频图像处理,音频处理,长时间 编译等)，如果你的回答是肯定的，那么我的 回答也是肯定的。
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与HT(超线程)技术对比
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• Intel向厂商提供的资料中，Intel把双核心原理形象的比喻 为一名厨师。一位厨师在同一时间只能做出一道美味的菜肴， 因此客人点的下一道菜必需等上一道菜完成后才可以继续。 虽然我们可以进行多项任务，但实际上每一个线程只能处理 一个工作.
• Intel把它比喻作原始人只懂起一个炉头做饭。
• AMD双核心处理器的仲裁器是在CPU内部而不是在北 桥芯片上，所以在主板芯片组的选择上要比Intel双 核心处理器要宽松得多，甚至可以说与主板芯片组 无关。
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• 由于成本方面考虑,目前AMD是采用双核心共 享单内存控制器的做法。
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实际性能考察
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CPUmark99测试
• 开启双核
主流双核微处理器 技术分析及性能对比
陈丰 李宏量 孙瑜杰 2006-06-26
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引言-背景
• 一直以来,处理器的频率就像夜空中最耀眼的 星星,吸引着人们的目光.在90年代,频率对于 处理器来说简直就是性能的唯一标尺.
• 长久以来CPU在摩尔定律指引下保持高速发 展:CPU速度每18个月提高一倍,而价格下降为 原来的二分之一.
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频率提高遭遇瓶颈
• 当处理器的频率进入了“G”时代后，频率对 于处理器综合性能的影响力开始减弱。
• AMD的低频产品同样可以拥有其标称值(PR)性 能，Intel用于迅驰平台的低频移动处理器也 能够轻松击败其自家的高频产品。
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产生问题
• 在现有工艺下,普通单核心处理器的频率难于 提升,性能没有质的飞跃,反而在功耗散热、 良品率以及成本的控制上给厂商带来了众多 难题。
• 而Intel的Hyper-Threading就好比一个厨师用两手同一时间 熟两个食物，虽然效率会比单线称处理好些，但还是有很多 限制。
• 而双核心就好比两个厨师分开煮两个食物，效率当然比 Hyper-Threading更佳，另外Intel的双核心还会拥有HyperThreading技术，即代表两个厨师两只手，同一时间可以运作 四个线程。
• 双核心并不是一个新概念，而只是CMP(Chip Multi Processors，单芯片多处理器)中最基本、最简单、 最容易实现的一种类型。
• 其实在RISC处理器领域，双核心甚至多核心都早已 经实现,但此时双核心处理器架构还都是在高端的 RISC领域. 直到前不久Intel和AMD相继推出自己的 双核心处理器，双核心才真正走入了主流的X86领域。
关闭双核
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SuperPi测试-情况类似
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SisoftSandra测试
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TMPGEncPlus测试
• TMPGEnc Plus是一个视频音频压缩、转换软 件，这类软件往往由于专业性较强而较早的 提供了对多处理器的支持。
• 分别在双核状态下运行单个任务和双个任务, 观察CPU使用情况
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技术剖析-Intel篇
• Intel目前的桌面平台双核心处理器代号为 Smithfield，基本上可以简单看作是把两个 Pentium 4所采用的Prescott核心整合在同一 个处理器内部，两个核心共享前端总线，每 个核心都拥有独立的1MB二级缓存，两个核心 加起来一共拥有2MB。
• 由于处理器中的两个内核都拥有独立的缓存， 因此必须保证每个物理内核的缓存信息必须 保持一致，否则就会出现运算错误。
• 由于频率难于提升，Intel在发布3.8GHz的产 品以后只得宣布停止4GHz的产品计划；而AMD 在实际频率超过2GHz以后也无法大幅度提升， 3GHz成为了AMD无法逾越的一道坎。
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CPU的高功耗和高发热
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CPU功耗发展图
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新技术引入-双/多核心处理器
• 所谓双核心处理器，简单地说就是在一块CPU基板上 集成两个处理器核心，并通过并行总线将各处理器 核心连接起来。
• 其实得到这样的结果也并不意外，因为双核架构的 优势在目前的游戏上很难体现出效果。一来，针对 双核架构设计的游戏目前还没有真正意义上存在， 并且估计未来一段时间内也不会出现。二来，在驱 动方面，虽然NVIDIA早先的Forceware就宣称针对双 核进行了优化，但我们看到的效果却并不明显。
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总结
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技术剖析-AMD篇
• AMD的技术架构为实现双核和多核奠定了坚实的基础, 其Athlon 64处理器内部整和了内存控制器, 在当初 Athlon 64设计时就为双核心做了考虑。
• AMD采用了SRQ(System Request Queue,系统请求队 列)技术,在工作的时候每一个核心都将其请求放在 SRQ中,当获得资源之后请求将会被送往相应的执行 核心,所以其缓存数据的一致性不需要通过北桥芯片, 直接在处理器内部就可以完成。
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• 例如在系统的内存数据区记录着A＝1；如果 Core1对此数据区进行读写操作，并且改写为 A＝0，那么Core2的cache也必须进行更新， 把A更新为0，否则的话，在以后的操作中数 据就会出错。
• 此即cache数据的一致性问题，双核心处理器 需要“仲裁器”来作协调。
• Intel将这个协调工作交给了北桥芯片：两个 核心需要同步更新处理器内缓存的数据时， 需要通过前端总线再通过北桥作更新。