计算机新技术

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1、专题课计算机新技术——多核处理器计算机科学与技术***指导教师***摘要：多核技术的开发源于工程师们认识到，仅仅提高单核芯片的速度会产生过多热量且无法带来相应的性能改善，先前的处理器产品就是如此。他们认识到，在先前产品中以那种速率，处理器产生的热量很快会超过太阳表面。即便是没有热量问题，其性价比也令人难以接受，速度稍快的处理器价格要高很多。因此,多核成为处理器发展的必然趋势。最重要的飞跃之一就是“多核”处理器概念的引入，小小的一块芯片上有两个或更多的处理器（或称作“核”）。关键词：单核；多核；多核处理器；众核处理器；NewComputerTechno

2、logy—multi-coreprocessorStudentmajoringincomputerscienceandtechnology**Tutor**Abstract：So, multi-core willbetheinevitabletrendoftheprocessordevelopment.One ofthe most important leaps has been the introduction of “multi-core”processors, tiny chips with two or more processors, or

3、 “cores”, on them.Thedevelopmentofnucleartechnologyfromtheengineersrealizedthatonlyimprovethespeedofmononuclearchipproducestoomuchheatandcan'tbringthecorrespondingperformanceimprovement,thepreviousprocessorproductsissuch.Theyrealizethatinthepreviousproductatthatrate,heatgenerat

4、edbytheprocessorwillsoonthanthesun.Evenifthereisnoheatproblem,thepriceisunacceptable,speedfasterprocessorpricemuchhigher.Keywords:Mononuclear;multi-core;multi-coreprocessor;Many-coreProcessor在计算机专题课上了解到了多核技术，使我对多核技术有了更大的兴趣，所以选择多核技术来写一篇自己的认识。一、多核技术定义：多核技术就是把多个处理器集成在一个芯片内，是对称多处理系

5、统的延伸，设计的主要思想是通过简化超标量结构设计，将多个相对简单的超标量处理器核集成到一个芯片上，从而避免线延的影响，并充分开发线程级并行性，提高吞吐量。多核处理器定义：多核处理器，指的是在一个芯片内含有多个处理核心而构成的处理器。所谓“核心”，通常指包含指令部件、算术/逻辑部件、寄存器堆和一级或者二级缓存的处理单元。在芯片上，多个核心通过某种方式互联起来，使它们能够交换数据，从而可以对外表现为一个统一的多核处理器。多核处理器能通过划分任务，分配给多个内核并行执行线程，可以在相同的时间内完成更多的任务，从而大大提高了处理速度。目前的研究认为，多核处理

6、器相比相同工艺、相同面积的单核处理器具有如下优势：41、逻辑简单：相对超标量微处理器结构和超长指令字结构而言，单芯片多处理器结构的控制逻辑复杂性要明显低很多。相应的单芯片多处理器的硬件实现必然要简单得多。2、高主频：芯片多处理器结构的控制逻辑相对简单，包含极少的全局信号，因此线延迟对其影响比较小，因此，在同等工艺条件下，单芯片多处理器的硬件实现要获得比超标量微处理器和超长指令字微处理器更高的工作频率。3、低通信延迟：由于多个处理器集成在一块芯片上，且采用共享Cache或者内存的方式，多线程的通信延迟会明显降低，这样也对存储系统提出了更高的要求。4、低

7、功耗：调节电压/频率、负载优化分布等，可有效降低CMP功耗。5、设计和验证周期短：微处理器厂商一般采用现有的成熟单核处理器作为处理器核心，从而可缩短设计和验证周期，节省研发成本。二、九大关键技术的挑战虽然多核能利用集成度提高带来了以上诸多好处，让芯片的性能成倍地增加，但很明显的是原来系统级的一些问题便引入到了处理器内部，多核处理器面临着九大关键技术的挑战。1、核结构研究：同构还是异构CMP的构成分成同构和异构两类，同构是指内部核的结构是相同的，而异构是指内部的核结构是不同的。为此，面对不同的应用研究核结构的实现对未来微处理器的性能至关重要。核本身的结

8、构，关系到整个芯片的面积、功耗和性能。怎样继承和发展传统处理器的成果，直接影响多核的性能和实现周期。同时，根