双核心、多核心处理器发展趋势(2)

提升性能/功率比的设计——多核心处理器设计

单核心晶体管倍增与多核心晶体管倍增的效益比

若开发新处理器架构，以硅晶面积增加四倍来计算，套入上述的恒等式，不使用新的制程技术，功率立刻暴增四倍，但理论性能值最大只能提升两倍；若假定我们不再研发新的处理器架构，而是将两颗或四颗原来的处理器核心做进去，这样功率一样是暴增为四倍，但四颗处理器搭配四线绪的的软件平行化条件下，理论执行性能也会提升到四倍，效能功率比的表现，多核心远胜单核心一筹！

而且事实上，如果在工作负荷比较轻微的情况下，四颗处理器核心不见得都用的上的情况下，处理器设计业者可以藉由动态调整电压、频率，甚至关掉目前用不着的子核心电路，可以进一步的把整个耗电功率降低。

多核心与单核心的效能/功率比

基于人们对运算能量的需求，除了极力推动处理器时钟频率的提升、处理器核心运算架构的改良之外，直接已既有研发完成、验证过的处理器核心，以两个或多个核心的方式加以迭加，直接设计出芯片多线绪(Chip Multi-Threading；CMT)、或芯片多重处理(Chip Multi-Processing；CMP)的处理器设计思维，就成为后摩尔时代处理器研发的必然趋势。
双/多核心的处理器发展史

谈到双核心处理器的起源，首先该提到了就是蓝色巨人IBM。为了巩固IBM其威力系列(Power)RISC处理器与服务器市场的霸权，IBM在1999年10月微处理器论坛中，率先揭露了其双核心Power4的研发计划，并且以180奈米铜导线搭绝缘硅(SOI)制程打造的工程样本，于2000年元月开机成功，时钟频率冲上1.3GHz，随即引爆了整个业界对双核心以致于多核心处理器发展的关注。IBM Power4也夺得微处理器论坛主办机构Micro Design Resource的1999年最佳创新技术奖项。

接下来，拥有有PA-RISC处理器技术的惠普(HP)，也于2001年10月微处理器论坛中，揭露将两颗PA-8700核心迭加出来的HP PA-8800双核心处理器，代号Mako。

然后，IBM在2003年8月IEEE Hots Chips热门芯片会议中，初步揭露下一代Power5(Armada，后来改代码为squadron。除了双核心架构没太大改变之后，首度引进类似Intel Pentium4的超线程(HT)类似的同步多线程(SMT-Simultaneous Multi Threading)的概念，Power5具备四个逻辑处理器核心。

向来在高端服务器以Solaris操作系统与UltraSPARC服务器处理器闻名的升阳(SUN)，也在2003年10月微处理器论坛中，发表双核心UltraSPARCⅣ处理器。

就连英特尔的宿敌超微(AMD)，也早在2004年8月31日德州奥斯汀Fab25晶圆厂建厂周年纪念会的机会，直接在惠普(HP) Proliant DL585服务器上，安装了四颗双核心的Opteron处理器，展示实际的八线路(8way SMP)运作的能力。进度也超前了英特尔产品将近9个月到一年之久，迫使英特尔全面策略大转向，转向双核心/多核心发展。

英特尔，是在2004年九月秋季IDF时，才正式发表研发多时的双核心Itanium2处理器(代号Montecito)的一些具体规格，但时钟频率并没有公布出来。而在桌上型x86处理器部份，虽然英特尔也展示了自己的双核心处理器平台，但由于并没有实际展示双核心的处理器芯片本体，一直被业界质疑，是临时拿两颗Pentium4处理器硅芯片，以多芯片封装(MCM)技术所造出来的技术宣示性展示品。

而在2004年10月微处理器论坛时，IBM已经宣布了下一代Power5处理器的相关细节，SUN也公布了下一代多核心多线程的Nigara的计划，日商Fujitsu富士通也在04年微处理器论坛中，公布双核心SPARC64Ⅵ处理器的计划。