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[工学]多核处理器的产生原因及现状

多核处理器的产生原因及现状
计算机科学与技术 杜立明 200926100406

多内核(multicore chips)是指在一枚处理器芯片(chip)中 集成两个或多个完整的计算引擎(内核)。 多核技术的开发源于工程师 们认识到,仅仅提高单核芯片(one chip)的速度会产生过多热量且无 法带来相应的性能改善。

一、为什么要发展多核
为什么不能用单核的设计达到用户对处理器性能不断提高的要 求呢?答案是功耗问题限制了单核处理器不断提高性能的发展途径。 作为计算机核心的处理器就是将输入的数字化的数据和信息, 进 行加工和处理,然后将结果输出。假定计算机的其他子系统不存在瓶 颈的话,那么影响计算机性能高低的核心部件就是处理器。反映在指 令上就是处理器执行指令的效率。 处理器性能 = 主频 x IPC 从上面的公式可以看出, 衡量处理器性能的主要指标是每个时钟 周期内可以执行的指令数(IPC: Instruction Per Clock)和处理器的 主频。 因此,提高处理器性能就是两个途径:提高主频和提高每个时钟 周期内执行的指令数(IPC)。处理器微架构的变化可以改变 IPC,效 率更高的微架构可以提高 IPC 从而提高处理器的性能。但是,对于同 一代的架构,改良架构来提高 IPC 的幅度是非常有限的,所以在单核

处理器时代通过提高处理器的主频来提
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