Intel双核心处理器

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目前Intel推出的台式机双核心处理器有Pentium D、Pentium EE(Pentium Extreme Edition)和Core Duo三种类型，三者的工作原理有很大不同。

    一、Pentium D和Pentium EE

    Pentium D和Pentium EE分别面向主流市场以及高端市场，其每个核心采用独立式缓存设计，在处理器内部两个核心之间是互相隔绝的，通过处理器外部(主板北桥芯片)的仲裁器负责两个核心之间的任务分配以及缓存数据的同步等协调工作。两个核心共享前端总线，并依靠前端总线在两个核心之间传输缓存同步数据。从架构上来看，这种类型是基于独立缓存的松散型双核心处理器耦合方案，其优点是技术简单，只需要将两个相同的处理器内核封装在同一块基板上即可；缺点是数据延迟问题比较严重，性能并不尽如人意。另外，Pentium D和Pentium EE的最大区别就是Pentium EE支持超线程技术而Pentium D则不支持，Pentium EE在打开超线程技术之后会被操作系统识别为四个逻辑处理器。




    Pentium D和Pentium EE目前具有以下产品：

Pentium D 8X0系列：
    目前有820(2.8GHz)、830(3.0GHz)和840(3.2GHz)三款产品，都基于Smithfield核心，实际上就是将两个Pentium 4处理器所采用的Prescott核心封装在一起。这三款产品都采用800MHz FSB、90nm制造工艺、每核心1MB二级缓存、全部采用Socket 775接口、都支持硬件防病毒技术EDB和64位技术EM64T，除了Pentium D 820之外都支持节能省电技术EIST。
Pentium D 8X5系列：
    目前只有805(2.66GHz)一款产品，同样基于90nm制造工艺的Smithfield核心，只不过前端总线降低到533MHz FSB，采用Socket 775接口、每核心1MB二级缓存、支持硬件防病毒技术EDB和64位技术EM64T，但不支持节能省电技术EIST。
Pentium EE 8XX系列：
   目前只有840(3.2GHz)一款产品，同样基于90nm制造工艺的Smithfield核心，采用800MHz FSB、每核心1MB二级缓存、Socket 775接口、支持硬件防病毒技术EDB、64位技术EM64T和节能省电技术EIST。
Pentium D 9X0系列：
    目前有920(2.8GHz)、930(3.0GHz)、940(3.2GHz)和950(3.4GHz)四款产品，都基于65nm制造工艺的Presler核心，实际上就是将两个Pentium 4处理器所采用的Cedar Mill核心封装在一起。采用800MHz FSB、每核心2MB二级缓存、Socket 775接口、支持硬件防病毒技术EDB、64位技术EM64T、节能省电技术EIST以及虚拟化技术Intel VT。
Pentium EE 9XX系列：
    目前有955(3.46GHz)和965(3.73GHz)两款产品，同样基于65nm制造工艺的Presler核心，前端总线频率提升到1066MHz FSB，每核心2MB二级缓存、Socket 775接口、支持硬件防病毒技术EDB、64位技术EM64T以及虚拟化技术Intel VT，但不支持节能省电技术EIST。
Pentium D 9X5系列：
    按照Intel的产品路线图，即将推出Pentium D 915(2.8GHz)和925(3.0GHz)，同样基于65nm制造工艺的Presler核心，与Pentium D 9X0系列相比，除了都不支持虚拟化技术Intel VT以及Pentium D 915不支持节能省电技术EIST之外，其它的技术特性和参数都完全相同。

    值得注意的是，Intel的Pentium D和Pentium EE与AMD的双核心处理器Athlon 64 X2和Athlon 64 FX系列相比，都是独立式二级缓存，除了协调单元前者在CPU外部(依赖于主板)，而后者在CPU内部(不依赖于主板)之外，本质上并无重大区别，相对来说都比较简单----只需要为两个核心添加一个协调单元即可。所谓的“真假双核”纯属无稽之谈，严格点看的话，这二者都不是真正意义上的完全的双核心处理器，只不过都是双核心处理器中最简单的类型罢了。

    需要注意的是，无论是Pentium D还是Pentium EE，由于都必须依赖主板北桥芯片来负责两个核心之间的协调工作，因此必须要特定的主板芯片组才能支持，目前有Intel的945P、945G、945PL、945GZ、955X、975X以及其它芯片组厂商的双核心芯片组，例如ATI Radeon Xpress 200(RC410)、ATI Radeon Xpress(RXC410)、nVIDIA nForce4 SLI IE、nForce4 SLI XE、nForce4 SLI X16 IE、nForce4 Ultra IE等等。

    按照Intel的规划，从2006年第三季度开始，Pentium D和Pentium EE将逐渐被基于Core架构代号Conroe的双核心处理器所取代。

    二、Core Duo

    与Pentium D和Pentium EE所采用的基于独立缓存的松散型双核心处理器耦合方案完全不同的是，2006年初发布的Core Duo采用的是基于共享缓存的紧密型双核心处理器耦合方案，其最重要的特征是抛弃了两个核心分别具有独立的二极缓存的方案，改为采用与IBM的多核心处理器类似的两个核心共享二级缓存方案。与独立的二级缓存相比，共享的二级缓存具有如下优势：

    1)二级缓存的全部资源可以被任何一个核心访问，当二级缓存的数据更新之后，两个核心并不需要作缓存数据同步的工作，工作量相对减少了，而且极大的降低了缓存数据延迟问题，这有利于处理器性能的提升。
    2)前两种类型的每个核心的二级缓存资源都是固定不变的，任何一个核心都可以根据工作量的大小来决定占用多少二级缓存资源，利用效率相对于独立的二级缓存得到了极大的提高。
    3)有利于降低处理器的功耗。可以把两个核心分为“冷核”和“热核”模式，在工作量较大时两个核心都全速运作，而在工作量较小时则可以让“冷核”关闭，进入休眠模式，而继续运作的“热核”则可以占有全部的二级缓存资源，相比之下独立式缓存就只剩下一半的二级缓存资源可用了。




    Core Duo采用“Smart Cache”共享缓存技术在两个核心之间作协调。在Core Duo处理器内部，两个核心通过SBR(Share Bus Router，共享资源协调器) 共享二级缓存资源，当其中一个核心运算完毕后将结果存放到二级缓存中以后，另外一个核心就可以通过SBR读取这些数据，不但有效解决了二级缓存资源争夺的问题，与前两种类型相比也不必对缓存资源作频繁的同步化操作，而且比起Intel自己早先采用的第一种类型需要通过主板北桥芯片迂回的方法相比，不但大幅度降低了缓存数据的延迟，而且还不必占用前端总线资源。另外，SBR还具有“Bandwidth Adaptation”(带宽适应)功能，可以对两个核心共享前端总线资源进行统一管理和协调，改善了两个核心共享前端总线的效率，减少了不必要的延迟，而且有效避免了两个核心之间的冲突。

    Smart Cache共享缓存技术确实是行之有效的双核心处理器的高效解决方案，借助于Smart Cache共享缓存技术Core Duo也体现出了强大的性能，这才是严格意义上的真正的双核心处理器。Smart Cache共享缓存技术即将被应用到Intel今后所有的双核心处理器中，例如即将发布的Merom核心笔记本处理器和Conroe核心的台式机处理器都采用Smart Cache共享缓存技术。

    虽然共享的二级缓存具有极大的优势，但其技术要比独立的二级缓存复杂得多，所以在X86架构个人处理器方面至今仍然只有Core Duo才采用了这一方案。目前Core Duo中用于台式机的主要是T系列的T2300(1.66GHz)、T2400(1.83GHz)、T2500(2.0GHz)和T2600(2.16GHz)，都基于65nm制造工艺的Yonah核心，采用667MHz FSB、2MB共享式二级缓存、改良了的新版Socket 478接口(与以前台式机的Socket 478并不兼容)、都支持硬件防病毒技术EDB、节能省电技术EIST以及虚拟化技术Intel VT，但其最大的遗憾是不支持64位技术，仅仅只是32位的处理器。目前与台式机Core Duo搭配的主要是Intel 945GT芯片组，当然，原用于笔记本的Intel 945GM、945PM、945GMS也能支持Core Duo。

    按照Intel的规划，从2006年第三季度开始，台式机Core Duo将逐渐采用基于Core架构的Conroe核心，改用Socket 775接口，主流型号的前端总线提高到1066MHz FSB，而Extreme Edition加强版则进一步提高到1333MHz FSB，并且共享式二级缓存提高到4MB；只有部分低端型号才会继续采用800MHz FSB和2MB共享式二级缓存。基于Core架构的Conroe核心Core Duo将比现在所有的台式机双核心处理器(包括Yonah核心Core Duo、Pentium D、Pentium EE、Athlon 64 X2和Athlon 64 FX)的性能有大幅度提升，而功耗则进一步降低，确实值得期待。

三、Core 2 Duo和Core 2 Extreme

    2006年7月27日，Intel正式发布了基于Core(酷睿)微架构(Core Micro-Architecture)的全新双核心处理器，包括用于桌面平台的采用Conroe核心和Allendale核心的Core 2 Duo和Core 2 Extreme，以及用于移动平台的采用Merom核心的Core 2 Duo。

    Core微架构是Intel全平台(台式机、笔记本和服务器)处理器首次采用相同的微架构设计，也是Intel鉴于NetBurst微架构的高频低效高能耗的缺点，彻底抛弃以往频率至上的理念，转而注重能效比的第一次成功尝试。无数的评测已经证明，Core微架构不愧是目前最强大的x86 PC处理器微架构，其性能远远领先于以往所有PC处理器，而功耗又大幅度降低，确实是目前最强大的PC处理器。Core微架构大部分来自于成功的Yonah微架构，并结合了NetBurst微架构中的部分先进技术，在此基础上又作出了很多技术创新，大致有以下几个方面。

    1、用于桌面平台的Conroe核心和Allendale核心Core 2 Duo以及Core 2 Extreme所采用的新技术有：
    1)Intel Wide Dynamic Execution(英特尔多路动态执行)----每时钟周期可传递更多的指令，从而节省执行时间并提高电源使用效率。Conroe核心为14级有效流水线，每个内核可同时完成四条完整指令，从而可显著提升系统性能和能效比。
    2)Intel Intelligent Power Capability(英特尔智能功效管理)----旨在提供更高的能效性能，可以单独协调每内核的英特尔增强型Speedstep技术(Enhance Intel SpeedStep Technology，EIST)和增强型空闲电源管理状态转换<Enhanced Halt State (C1E)>以及Intel Thermal Monitor 2(英特尔热量监控器2)过热保护机制等功耗管理技术，在系统空闲时通过把处理器倍频降低到6倍频以及降低处理器核心电压等措施，有助于节省功耗，降低发热量。
    3)Intel Smart Memory Access(英特尔智能内存访问)----通过降低内存延迟提升系统性能，以此来优化可用数据带宽的利用率，以随时随地根据需求向处理器提供数据从而提高整体系统性能。
    4)Intel Advanced Smart Cache(英特尔高级智能高速缓存)----提供性能更好、效率更高的缓存子系统。两个内核的一级数据缓存之间可以直接交换数据，并且两个内核共享二级高速缓存，可以最大限度地降低内存负荷以减少能耗；并在一个内核闲置时，通过支持另一个内核利用全部二级高速缓存来提升性能。该技术还为专门针对业内领先的多线程游戏做了优化。
    5)Intel Advanced Digital Media Boost(英特尔高级数字多媒体增强技术)----全面提升了处理器的浮点运算能力，将广泛用于多媒体和显卡应用程序的指令执行速度有效地提高一倍，可以扩大应用范围，包括超逼真的画面和人工智能等功能，从而让游戏玩家获得前所未有的更刺激、更过瘾的电脑游戏体验。
    另外，值得注意的是，由于Core 2处理器的短流水线特性所带来的高效率，曾经名噪一时、在NetBurst微架构处理器中被广泛采用的提升长流水线处理器效率的超线程技术(Hyper-Threading Technology)已经被彻底抛弃，不再被Core 2处理器所支持。

    2、用于移动平台的Merom核心Core 2 Duo除了具有桌面平台Core 2 Duo的全部特性之外，还专门针对移动平台需要低功耗处理器的特点做了优化，包括以下几个方面：
    1)Intel Dynamic Power Coordination(英特尔动态功率调节)----该技术能使两个内核根据各自的负荷自动切换到相应的节能模式。例如在任务不重时，可以让一个核心以常规模式运行，另一个核心则进入频率停止模式，从而降低不必要的电能消耗。
    2)Intel Dynamic Bus Parking(英特尔动态总线暂停)----支持芯片组在处理器处于低频模式状态时断电，延长电池的使用时间，从而降低平台能耗。
    3)Enhanced Intel Deeper Sleep with Dynamic Cache Sizing(支持动态高速缓存大小调整的增强型英特尔更深度睡眠)----首先，在处理器负荷不大时，可以关闭一个核心以节省电能，此时另外一个核心则能调用全部二级缓存；其次，在超深睡眠状态下，允许对整个处理器停止供电，将处理器运作完全停止下来，而一级缓存和二级缓存的数据则被备份到系统内存中，当系统被重新激活时，内存中的原一级缓存和一级缓存备份数据就将直接传回给处理器，以保证处理器能够正常恢复到激活以前的状态。
    此外，Core 2 Duo还首次在Intel移动平台上提供了对64位技术EM64T的支持。




    Core 2 Duo和Core 2 Extreme目前具有以下产品：

    1、桌面平台(台式机处理器)：
Core 2 Duo E6x00系列：
    目前有E6300(1.86GHz，2MB二级缓存)、E6400(2.13GHz，2MB二级缓存)、E6600(2.4GHz，4MB二级缓存)和E6700(2.66GHz，4MB二级缓存)四款产品。其中具有2MB共享式二级缓存的型号采用的是Allendale核心，而具有4MB共享式二级缓存的型号采用的是Conroe核心，这二者之间的区别除了在共享式二级缓存容量上的不同之外，Allendale核心的二级缓存是8路64Byte，而Conroe核心的二级缓存则是16路64Byte，所以在频率相同的情况下，Allendale核心性能会稍逊于Conroe核心。这四款产品都采用1066MHz FSB、65nm制造工艺、Socket 775接口，都支持硬件防病毒技术EDB、64位技术EM64T、节能省电技术EIST以及虚拟化技术Intel VT。

Core 2 Extreme X6x00系列：
    目前只有X6800(2.93GHz，4MB二级缓存)这一款产品。这是Intel目前最顶级的PC处理器，同样基于65nm制造工艺的Conroe核心，采用1066MHz FSB、Socket 775接口，支持硬件防病毒技术EDB、64位技术EM64T、节能省电技术EIST以及虚拟化技术Intel VT。与Conroe核心的Core 2 Duo相比，技术特性完全一样，除了频率更高之外，唯一的区别就是Core 2 Extreme没有锁定倍频，更有利于超频，目前几乎所有的PC处理器性能记录都是用Core 2 Extreme X6800超频后创造的。

Core 2 Duo E4x00系列：
    按照Intel的产品路线图，即将推出Core 2 Duo E4300(1.8GHz，2MB二级缓存)，采用Allendale核心。与Allendale核心的Core 2 Duo E6x00相比，除了前端总线被降低到800MHz FSB以及不支持虚拟化技术Intel VT之外，其它的技术特性和参数都完全相同。

    在所支持的主板芯片组方面，按照Intel的说明，只有Intel 975X、P965、Q965、Q963、946PL和946GZ才支持Core 2 Duo，并且只有975X和P965才支持Core 2 Extreme。但实际上目前所有支持Intel双核心处理器的芯片组应该都能支持Core 2 Duo和Core 2 Extreme，只是主板供电模块必须要符合Core 2处理器的供电规范，目前支持Core 2处理器的945G、945P、945PL、945GZ甚至865G主板都已经上市了。值得注意的是，由于946PL和946GZ只支持800MHz FSB，所以只支持还未正式发布的Core 2 Duo E4x00系列，不能使用Core 2 Duo E6x00系列。另外，其它第三方芯片组厂商的部分芯片组，例如nVIDIA nForce 590 SLI IE、nVIDIA nForce 570 SLI IE、nVIDIA nForce 570 Ultra IE以及VIA P4M900等等也能支持Core 2处理器。

    2、移动平台(笔记本处理器)
Core 2 Duo T7x00系列：
    目前有T7200(2.0GHz)、T7400(2.16GHz)和T7600(2.33GHz)三款产品，都基于65nm制造工艺的Merom核心，4MB共享式二级缓存，采用667MHz FSB、2MB共享式二级缓存、改良了的新版Socket 478接口(与以前台式机的Socket 478并不兼容)或Socket 479接口、都支持硬件防病毒技术EDB、节能省电技术EIST、虚拟化技术Intel VT以及64位技术EM64T。

Core 2 Duo T5x00系列：
    目前有T5500(1.66GHz)和T5600(1.83GHz)两款产品，同样基于65nm制造工艺的Merom核心、667MHz FSB，与Core 2 Duo T7x00系列相比，除了共享式二级缓存降低到2MB之外，其它的技术特性和参数都完全相同。

    在所支持的主板芯片组方面，目前支持Yonah核心Core Duo的945系列移动芯片组，包括Intel 945PM、945GM、945GMS都能支持Merom核心Core 2 Duo，台式机芯片组945GT也能支持Merom核心Core 2 Duo，只需要更新主板BIOS即可。在推出第四代迅驰平台Santa rosa时，Core 2 Duo会升级到800MHz FSB，而主板芯片组也会相应的变更为965系列移动芯片组。