解密AMD四核 重新设计的x86处理器

有消息称，AMD将会在今年中推出其首款四核处理器。那AMD的四核处理器究竟有哪些新的特征？它是不是Opteron处理器的升级呢？根据AMD陆续透露的资料，新四核处理器显然不是Opteron的简单升级。这款代号为“巴塞罗纳”的处理器是AMD 重新设计的一款x86处理器,它的问世将会再度引起全球服务器市场的全面竞争。

AMD的下一代处理器，正通过Torrenza计划（开放处理器超传输总线，用户可以自己定制特殊应用的芯片），从图纸变成了有生命、能呼吸的硅产品。 AMD将首款全新的x86 处理器命名为“巴塞罗纳”。此前，一些关心AMD产品的用户将其看作是四核的Opteron，但其实巴塞罗纳是一款真正意义上全新的处理器，它完全抛弃了早先处理器的设计架构。

巴塞罗纳四个内核中的每个内核都一个全新的向量数学单元，简称为SSE128（128位流单指令多数据扩展）。该项新技术适用于像密码研究、密集计算、移动商务的实时数据处理等IT应用。巴塞罗纳给浮点计算开发了自己的调度程序，运行速度差不多是64位SSE技术的两倍。AMD宣称巴塞罗纳每个内核的浮点计算能力都要比现在的Opteron 处理器的内核快80%。同时它在分布式计算和进程调度方面也会有不俗的表现，这让人们看到了它在虚拟化方面的能力，让人们对它的未来充满的期盼。

每个内核内置的内存自动分配功能将x86服务器虚拟化时被激活。每个处理器的内核都有一个内存调度表，将虚拟内存地址和物理内存地址对应起来。当虚拟机分配或释放CPU时，它们必须加载和保存相关的事件日志以备检查。AMD 通过内置内存分页表解决了这个问题。

简单地说，就是每个虚拟机将自己的内存分页表保存在固定的地方，代替了原先的每次因虚拟机变化而带来重新加载和保存内存分页表。用户所要做的是保证巴塞罗纳中虚拟机的ID是激活的，处理器内核会自动对日志进行更新。这是巴塞罗纳中每个内核的另一项功能。

CPU的能耗问题已经引起了足够的重视，但x86处理器即使是最好的节能方法也是不完备的。厂商调整CPU的时钟频率和降低CPU的运行电压，但收效不大。巴塞罗纳也沿用了这种方式，并且它还采用了来自IBM和Transmeta公司的灵感。巴塞罗纳通过从内核的执行单元到总线控制来停止内核空闲部分的能量供给。

这种技术曾经应用在PC上，但是当有数个“房间”（内核）时，灯的控制就比较困难了。这有点像冰箱的灯，当门被打开时，灯就亮了，就像它整个时间段都是在燃烧的。这样，能耗的节省是很明显的。目前的数据显示，巴塞罗纳将保持与双核同样的功耗，每瓦性能比由此获得大幅提升。从这个意义上来讲，巴塞罗纳是一款绿色的CPU。

和Intel四核不同的是，巴塞罗纳给每个内核分配了专门的二级缓存，并通过重新设计，降低了高速缓存的延迟时间。巴塞罗纳还增加了三级高速缓存，这对以 IBM的POWER处理器为蓝本的AMD的x86处理器是创新。巴塞罗纳所有插槽上的四个内核将共享单一的数据吞吐管理目录。三级缓存对于多核处理器是必需的，因为通过实验，有没有三级缓存在性能上的差别明显。

根据AMD透露的消息，巴塞罗纳仍将采用服务器专用的Socket F插槽（LGA封装技术，1207个针脚），其每个内核都会拥有512KB L2 缓存，总计共有2MB二级缓存。此外，四颗核心还共用2MB L3 缓存。

AMD预计2007年第二季度将推出巴塞罗纳处理器，并在现有的平台上实现平滑过渡。其最大的好处是OEM伙伴不用开发新的平台。

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