關於CPU現狀及發展趨勢

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[論文關鍵詞]:CPU 網路 雙核技術
  [論文摘要]:現在CPU處理器的發展真可謂日新月異,著重介紹中國的龍芯及國際的雙核技術,並介紹其未來的發展趨勢,在此基礎上提出了一些新的看法。

關於CPU現狀及發展趨勢

一、引言
  
  隨著網路時代的到來,網路通訊、資訊保安和資訊家電產品將越來越普及,而CPU正是所有這些資訊產品中必不可少的部件。CPU的英文全稱是Central Processing Unit,我們翻譯成中文也就是中央處理器。CPU(微型機系統)從雛形出現到發展壯大的今天,由於製造技術的越來越先進,在其中所整合的電子元件也越來越多,上萬個,甚至是上百萬個微型的電晶體構成了CPU的內部結構。CPU的內部結構可分為控制單元,邏輯單元和儲存單元三大部分。
  
  二、中國CPU現狀及發展趨勢
  
  9月13日,中科院計算技術研究所承擔的國家“863”專案“龍芯2號增強型處理器晶片設計”(即龍芯2E)正式通過
  了“863”專家組的驗收。該通用CPU已經達到了奔騰4的水平,這標誌著我國在通用CPU設計和生產方面,取得了巨大的進展。經專家鑑定,龍芯2號居國內通用CPU研製領先水平。
  與此同時,中科院計算所也宣佈了進一步的研發計劃,即會在2008年左右推出龍芯3號晶片,用於將來的伺服器市場。根據中科院計算所公佈的產品路線圖,龍芯3號將會是64位16核的晶片,而到現在為止的龍芯1號和龍芯2號系列晶片都是單核(龍芯1號是32位,龍芯2號系列為64位)。之所以龍芯3號會跳過雙核、4核、8核,直接進入到16核的設計,首先是因為計算所已經具備了設計16核晶片的能力,其次是實現跨越式發展的需要。
  據中科院計算所介紹,“十一五”計劃期間,中科院計算所將研製多核的龍芯3號,可用來研製生產高效能的計算機和伺服器,進一步縮小與國外先進水平的差距。現在龍芯系列研發和推廣的重點依然是龍芯2號產品,但與此同時也末放棄龍芯1號和3號的繼續研發,龍芯家族的各號產品嵌入式系統(龍芯1號)、PC機(龍芯2號)和伺服器(龍芯3號)研發將齊頭並進。面對中國這個潛力廣闊的大市場,龍芯還有很長的一段路要走,合理地找準市場地位,如何發揮其產品的技術優勢並加大應用推廣的力度,是目前龍芯處理所需要做的。
  
  三、國際CPU現狀及發展趨勢
  
  兩家世界上最大的處理器製造廠AMD和Intel曾都遇到一個難題,那就是“頻率”。頻率作為衡量處理器好壞的標準已經成為了大多數人的定論。低頻率就代表著一顆處理器效能的滯後,而如今不管是Intel還是AMD都同時遇到了“頻率”這個難題。在設計者提高處理器內部程序的數量、增加快取容量等方法紛紛用盡以後,似乎殘酷的.現實告訴設計者們:單核心處理器已經走到盡頭。雙核心被Intel和AMD確定為下步發展專案也就不足為奇了。
  AMD和Intel的雙核技術在物理結構上也有很大不同之處。AMD將兩個核心做在一個Die(核心)上,通過直連架構連線起來,整合度更高。Intel則是採用兩個獨立的核心封裝在一起,因此有人將Intel的方案稱為“雙芯”,認為AMD的方案才是真正的“雙核”。從使用者端的角度來看,AMD的方案能夠使雙核CPU的管腳、功耗等指標跟單核CPU保持一致,從單核升級到雙核,不需要更換電源、晶片組、散熱系統和主機板,只需要重新整理BIOS軟體即可,這對於主機板廠商、計算機廠商和終端使用者的投資保護是非常有利的。由此看來,在多核處理器市場上,AMD在對客戶的理解和對輸出最符合客戶需求的產品方面的理念走在了Intel的前面,目前,雙核處理器的應用環境已經頗為成熟,大多數作業系統已經支援並行處理,許多新或即將釋出的應用軟體都對並行技術提供了支援,因此雙核處理器一旦上市,系統性能的提升將能得到迅速的提升。因此,目前整個軟體市場其實已經為多核心處理器架構提供了充分的準備。 在單一處理器上安置兩個或更多強大的計算核心的創舉開拓了一個全新的充滿可能性的世界。多核心處理器可以為戰勝今天的處理器設計挑戰提供一種立竿見影、經濟有效的技術――降低隨著單核心處理器的頻率(即“時鐘速度”)的不斷上升而增高的熱量和功耗。

四、CPU可能的發展趨勢