第1页：双核心：处理器发展历程上的一道坎

　　人们不断追求处理器的性能，但面对速度越快温度越高、制程越先进技术更困难的情况下，要再大幅提高处理器性能，Dual Core技术会否是灵丹妙药呢？为此我们找来AMD新一代Dual Core Opteron处理器，希望藉此为大家找出答案。

● 处理器频率提高出现困难

　　1965年Intel公司的总裁Gordon Moore提出了Moore定律，他说电晶体会每24个月增长一倍，虽然这个定律或多或少有点吹件的性质，但Intel却是追随着这个定律足足40年可真恐布，不过要两年翻一翻可真不易呢，加上人类对性能的追求不断增加，但x86处理器的技术却渐渐走到尽头，相信要像过往数年由1GHz转眼变成3GHz的光景着实不易，令市场上处理器频率停滞不前，是无法短期内可以解决。

　　处理器工作频率停滞不前的主因，主要是频率越高令工作温度也提高了，加上整合的功能越来越多令良率变低，与此同时制程进步令漏电的情况更见严重，更令处理器工作温度上升，结果令Intel原本的4GHz计划也要搁置，因此Intel和AMD都在追求频率以外的提高性能方案，例如增加系统总线的速度、提高Cache的容量和命中率、加强处理器的指令集如MMX、SSE、SSE2、SSE3、3D!Now、3D!Now Pro等以优化执行效率，当各种方法都用尽后而单颗处理器走到尽头，最后业界也只好搬出Dual Core/Multi技术来。

● 处理器技术结构再没进步

　　其实x86处理器多年来除了频率外，在结构上并没有什么大进步，现时AMD和Intel的处理器，虽然x86是CISC的处理器，但却拥有不少RISC处理器的特性，例如SuperScalar(超纯量运算)、SuperPipeline(超级执行管线)及Dynamic Execution(动态执行)，这些改革都早在Pentium Pro中已经出现，这颗94年发表的结构竟然用到今时今日，再也没有更令人震惊的处理器新技术出现了，就算是现时的Pentium 4或是Athlon 64，也只不过是Pentium Pro的加强版而已，例如频率、Cache及Pipeline方面的加强，但却走不出Pentium Pro结构的框框。

　　为了令处理器频率可以大幅提高，各处理器厂商都增加了SuperPipeline的数目，而Intel的Pentium 4 Prescott核心更高达31层SuperPipeline，为什么增加Pipeline Stage可增加频率呢？

    首先我们要浅谈Pipeline原理，Prescott有31Stage的Pipeline，代表CPU可以把一个指令分为31份进行，而每一个Mhz可以运作两个Stage，而CPU可以同一时间做十数个指令，但新的指令要等上一个指令的Stage完成后才能开始，故此如果Stage分得细一点的话，即每个频率所工作的份量就会较少亦能尽快完成，开始下一个指令，这样就会较易增加频率。但是这个理论是假设CPU的工作永不出错才能成立，但现时CPU都是利用预支结果(Branch Prediction)来增加效率，但预支结果是不能100%尽确，如果其中一个Stage出错的话，工作就需要重新进行，而其他需要得到这个相关这个工作的指令也很可能要重新进行，Stage越多预支结果出错时所做成的牵连及延误，比Stage较少的更大。

    故此增加Stage令频率及性能得以提高，关键在于Branch Prediction的准确度，但某CPU厂的工程师表示要令Branch Prediction做得好是十分困难的，这也反映了为何Pentium 4在同频率下反要比Pentium M还要差吧，因为Pentium M只有16个Stage。另外处理器厂商还提高处理器内部的Cache数目，只是当Cache已达一定数目，再增加性能增长也不明显了，所以业界一般都认为Dual Core/Multi-Core是唯一的出路。