1965年，英特爾(Intel)董事長(zhǎng)戈登 ·摩爾在整理一份關(guān)于計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器發(fā)展趨勢(shì)的報(bào) 告時(shí)，發(fā)現(xiàn)每個(gè)新芯片大體上包含其前任兩倍的容量，每個(gè)芯片的產(chǎn)生都是在前一個(gè)芯片產(chǎn) 生后的18~24個(gè)月內(nèi)。如果這個(gè)趨勢(shì)繼續(xù)的話，計(jì)算能力相對(duì)于時(shí)間周期將呈指數(shù)式的上 升。這就是現(xiàn)在的摩爾定律。但是隨著CPU技術(shù)的發(fā)展，頻率的飆升速度遠(yuǎn)大于了這一 定律。
1982年2月，Intel發(fā)布80286處理器。時(shí)鐘頻率提高到20MHz,并增加了保護(hù)模式，可 訪問(wèn)16M內(nèi)存，支持1GB以上的虛擬內(nèi)存，每秒執(zhí)行270萬(wàn)條指令，集成了134000個(gè)晶體 管。在經(jīng)歷了漫長(zhǎng)的18年，2000年3月6日，AMD發(fā)布了人類(lèi)有史以來(lái)的第一款1GHz的 CPU——Thunderbird核心的Athlon處理器。僅僅過(guò)了1年半， 2001年8月27 日，在IDF會(huì) 議上Intel發(fā)布了2.0G的CPU。隨著頻率的急速提升，隨之而來(lái)又產(chǎn)生了新的問(wèn)題，例如發(fā) 熱、功耗等，Intel的CPU最終定格在3.8G之后，再也無(wú)力提升頻率，CPU的主頻速度已經(jīng)接 近物理極限，很難再提高CPU的主頻了。此時(shí)的摩爾定律不再靈驗(yàn)，CPU發(fā)展走到了命運(yùn)的十字路口。
當(dāng)單核的發(fā)展已經(jīng)進(jìn)入死胡同時(shí)，各CPU廠家也開(kāi)始改變?cè)O(shè)計(jì)典范，未來(lái)所有微處理 器皆朝多核心設(shè)計(jì)發(fā)展，傳統(tǒng)型單一核心處理器將退居二線。關(guān)于雙核心，從ALTHON64X2 系列的橫空出世，到現(xiàn)在的酷睿傲視群雄，再到雙核安騰2的發(fā)布，雙核心已經(jīng)是目前市場(chǎng) 的主流產(chǎn)品。在服務(wù)器領(lǐng)域，雙核心處理器以其卓越的性能，更低的成本也被大多數(shù)企業(yè) 接受。
在證明了整合更多核心是處理器發(fā)展的新方向后，Intel、AMD便在多核心上繼續(xù)開(kāi)展競(jìng) 爭(zhēng)。2006年11月，四核心XEON正式亮相，頻率從1.60GHz到2.66GHz,前端總線(FSB)速 度從1066MHz到1333MHz。這也標(biāo)志多核時(shí)代的正式來(lái)臨。從性能上來(lái)看，四核心也不負(fù) 眾望，在典型的服務(wù)器運(yùn)行環(huán)境中，各項(xiàng)測(cè)試都創(chuàng)下了有史以來(lái)的歷史紀(jì)錄。例如，DELL Pow- erEdge 2950服務(wù)器在執(zhí)行BEA JRockit Java虛擬機(jī)器時(shí)，寫(xiě)下SPECjbb2005每秒商業(yè)營(yíng)運(yùn) 2100652次處理的紀(jì)錄，比次佳紀(jì)錄的效能提升了61%。在專門(mén)測(cè)量整數(shù)運(yùn)算的SPECint rate base2000效能量測(cè)指標(biāo)中， Fujisu Siemens 的PRIMERGY TX300 S3創(chuàng)下2003 的高分紀(jì)錄，效 能比之前的紀(jì)錄提升了63%。HP ProLiant ML370 G5服務(wù)器，在專門(mén)評(píng)估數(shù)據(jù)庫(kù)效能的 TPC-C指針打破了原有的紀(jì)錄，性價(jià)比在$1.85/tmpC狀態(tài)下創(chuàng)下2407374pmC的紀(jì)錄。 IBM x3650服務(wù)器在測(cè)量LS-DYNA3臺(tái)車(chē)輛撞擊負(fù)荷量測(cè)試時(shí)，此為重要的高效能運(yùn)算 (HPC)評(píng)測(cè)，為單節(jié)點(diǎn)效能5寫(xiě)下新的紀(jì)錄。此外，多家OEM廠商發(fā)布破紀(jì)錄的SAP-SD 2-Tier6 、SPECWeb 20057 、SPECfp rate base20008 、Fluent9 以及SPECapc 3dsmax Rendering10 等效能量測(cè)指標(biāo)的成績(jī)。
再看AMD方面，K10架構(gòu)已經(jīng)開(kāi)始測(cè)試，其多核心設(shè)計(jì)更具有一定的實(shí)際意義，不同核 心之間的頻率可以異步，這項(xiàng)設(shè)計(jì)是Intel所不具備的，引用原話就是“比如你拿1個(gè)核耍 QQ游戲，可以把頻率降低到1G,另外1個(gè)核視頻解碼，全速運(yùn)行，剩余2個(gè)核如果不用，可 以設(shè)定關(guān)閉”。這樣設(shè)計(jì)的好處也是顯而易見(jiàn)的，需要時(shí)全速運(yùn)作達(dá)到最大性能，空閑時(shí)關(guān) 閉內(nèi)核，節(jié)電環(huán)保。
光有一個(gè)好的CPU架構(gòu)，沒(méi)有軟件的支持，多核心照樣不能發(fā)揮其最大的優(yōu)勢(shì)。在服 務(wù)器領(lǐng)域，很多軟件是按照CPU個(gè)數(shù)來(lái)收取相應(yīng)的授權(quán)費(fèi)用。雙核以及多核服務(wù)器就帶了 這樣一個(gè)問(wèn)題，是按照服務(wù)器臺(tái)數(shù)還是按照CPU個(gè)數(shù)來(lái)收費(fèi)。例如，目前的很多軟件如SQL 服務(wù)器端都是根據(jù)處理器的物理構(gòu)造來(lái)設(shè)計(jì)的，對(duì)于企業(yè)來(lái)說(shuō)，購(gòu)買(mǎi)雙核或者多核心的服務(wù) 器，軟件需要花費(fèi)的預(yù)算更要慎重考慮，對(duì)于微軟的軟件來(lái)說(shuō)，無(wú)論是否雙核/多核，其授權(quán) 費(fèi)用是相同的，并不需要為雙核/多核購(gòu)買(mǎi)新的許可證，而IBM和Oracle等公司的產(chǎn)品則需 要消費(fèi)者支持額外的收取費(fèi)用。同樣， 一旦使用一臺(tái)使用雙核Opteron的服務(wù)器，使用不同 的軟件在總體成本上就會(huì)有所差異，如果是八核心的服務(wù)器，則其總體成本相差會(huì)更大。
從軟件的設(shè)計(jì)角度來(lái)說(shuō)，雙核/多核也改變了一些就有的思路。nVIDIA首席科學(xué)家Da- vid Kirk曾抱怨多核心處理器給游戲開(kāi)發(fā)人員帶來(lái)了巨大的編程困難。而INTEL在發(fā)展硬 件的同時(shí)，也在軟件上做出了相應(yīng)的改進(jìn)。
在近年的多核應(yīng)用暨Intel服務(wù)器平臺(tái)大會(huì)上，英特爾數(shù)字企業(yè)集團(tuán)副總裁兼服務(wù)器平 臺(tái)事業(yè)部總經(jīng)理Kirk Skaugem先生表示：“英特爾實(shí)際上是全世界最大的軟件工具的公司， 我們不僅是一個(gè)硬件公司，要想優(yōu)化你們的多核，不優(yōu)化就不能實(shí)現(xiàn)所有的性能，如果大家 上我們的網(wǎng)站，可以看到我們的未來(lái)不僅僅停留于四核，未來(lái)會(huì)變成幾十個(gè)核，甚至更多，所 以我們?cè)谲浖矫鏁?huì)進(jìn)一步優(yōu)化�！�
多核時(shí)代才會(huì)真正帶來(lái)多線程編程技術(shù)的流行和實(shí)用，以往的多線程編程最多基于OS 層，而向C、C++這些編程語(yǔ)言要想實(shí)現(xiàn)多線程還得借助于語(yǔ)言本身的擴(kuò)展和操作系統(tǒng)底 層API擴(kuò)展，而Java、C#這些天生具有多線程功能的語(yǔ)言將會(huì)成為編程的主流選擇。
除過(guò)多線程編程的普遍，集群、分布式計(jì)算也會(huì)迎來(lái)真正的春天，以往碰到復(fù)雜計(jì)算和 需要超負(fù)荷運(yùn)行支撐系統(tǒng)時(shí)最簡(jiǎn)單的解決辦法就是提高硬件性能，以后單純的提高硬件已 經(jīng)不實(shí)際了，只能依靠多核和分布式計(jì)算，所以像P2P、網(wǎng)格計(jì)算、分布式數(shù)據(jù)庫(kù)、集群計(jì)算 這些會(huì)越來(lái)越普及，甚至SOA這種組件復(fù)用為主的技術(shù)也會(huì)沾分布式的光而大放異彩。
在由英特爾網(wǎng)絡(luò)部主辦，CSDN協(xié)辦的英特爾多核平臺(tái)編程優(yōu)化大賽中，涌現(xiàn)出大量?jī)?yōu) 秀的作品，充分地利用了雙核/多核對(duì)于多線程和并行計(jì)算技術(shù)，使得代碼運(yùn)送速度大大提 升。事實(shí)證明，最新的多核心、超線程編程工具，可以為開(kāi)發(fā)人員提供豐富的資源以供利用。
|
位置：
