双核技术背景

    双核处理器是指在一个处理器上集成两个运算核心，从而提高计算能力。

    对于业内人士来说，双核并不是一个全新的产物。早在2001年，IBM就推出了基于双核的POWER4处理器；随后Sun 和惠普都先后推出了基于双核架构的UltraSPARC以及PA-RISC 芯片。只不过由于这些产品都是基于Unix架构，同时价格高昂，所以没有能够大范围进入普及应用。而本次英特尔和AMD的双核之争之所以如此引人注目，其主要原因就是它们把战火从Unix领域引到了X86领域。一旦双核产品在X86领域普遍应用以后，不仅企业级应用格局将发生变化，个人用户的应用环境也将发生重大变化。

Intel派系：

★双核 安腾2

Montecito核心

　　Montecito是Intel的首款双内核 安腾2 处理器，它有24MB三级缓存 ，同时还支持Intel的Hyper-Threading超线程技术，因此在拥有4个双内核Montecito处理器的系统中将能同时支持16个并发线程。早在去年Intel就计划研发一种特殊的“arbiter”总线，以解决多内核处理器中各个核心的协同工作问题，目前Intel还没有透露这种arbiter总线是如何分配处理器的各个内核和三级缓存的。但据推测，arbiter总线技术将在Intel未来的所有多内核处理器中得到应用。Millington处理器则是Montecito处理器的一个简化版本，它只支持双路处理器系统，其缓存容量也减小。而另外一款LV(低电压)版的Millington与Millington相比功耗更小。

　　Montecito和Millington这两款处理器支持两项新技术：Foxton动态电源管理技术以及Pellston缓存数据纠错技术。Paul Otellini前不久曾说，Foxton技术可以动态的调整Itanium 2处理器的速度，以达到动态电源管理的目的，但是Paul Otellini并没有明确指出Foxton技术是否通过提高或者是降低处理器的时钟频率来达到动态电源管理功能。一般来讲，在多任务关键应用中，处理器是不允许被超频的，但是动态的降低处理器的时钟频率，将减少系统功耗，为用户节约开销。

　　Intel的这款双内核Montecito处理器将支持667MHz的四倍并发总线(QPB)，并与另外一款代号为Bayshore的高端服务器芯片组配合工作，Bayshore芯片组将支持DDR2内存和PCI Express规格。Montecito处理器和Bayshore芯片组的完美搭配将为服务器产品的性能带来大幅提升。 　　

    代号为Montecito的下一代双核心Itanium便是在这样的背景下出现的，在IDF2004论坛上Intel揭开了Montecito的神秘面纱。Montecito集成的两个CPU核心与现有Itanium 2产品差别不大，只是在缓存结构方面有所差别，每个CPU核心都拥有32KB一级缓存（16KB指令＋16KB数据），二级数据缓存容量为256KB，但二级指令缓存的容量高达1MB，从此可看出Montecito核心的指令密集度应该很高。另外，每个CPU核心都独有高达12MB容量的三级缓存，超过了现有各个核心的Itanium 2产品。要知道，Montecito集成了两个这样的核心，缓存总量高达26.5MB，这很大程度上让Montecito的效能获得可观的提升。另外，Montecito计划工作在1.7GHz的频率上，在类似的RISC领域中，这个数字已经相当不错，再说，频率决定一切的论调早已过时了。

    Montecito的两个核心是直接合并在一起的，彼此的缓存资源并没有共享。具体的任务分配则是由一个连接前端总线的“仲裁器”（Arbiter）负责。这种设计的优点在于设计上容易实现，并不需要花费太大的功夫，而IBM Power 4/5处理器则是采用两个核心共享缓存的设计，这样做肯定在性能上会更有优势，但设计起来相对麻烦。Intel在双核心领域只能算是个新来者，削繁就简无疑是最现实的方案。

    双CPU核心让计算机的并行能力大大增强，不过，一个Montecito处理器可以同时执行四个线程，原因就在于每个CPU核心都支持HyperThreading超线程技术。双核心加上超线程，从软件看来就是系统拥有4枚逻辑处理器，并行能力大大增强。不过，最有意义的革新还是Montecito启用的“SilverVale”多操作系统技术，该技术允许一个Montecito同时执行两套操作系统。这项功能大家可能闻所未闻，但在RISC超级计算机产品中，类似的技术非常常见。毕竟超级计算机执行的都是关键任务，多套操作系统同时运行可确保整套系统和任务的安全执行。我们可以直观理解，SilverVale技术让Montecito平台可以同时启动两个不同分区的操作系统，同时执行不同的任务。这在高端服务器领域虽然谈不上是什么创举，但充分说明作为与RISC竞争的产品，Itanium家族变得越来越成熟。

    由于总共拥有高达26.5MB容量的SRAM缓存单元，导致Montecito处理器的晶体管规模达到17.2亿的惊人水平。如此庞大的晶体管数量让人们对它的制造成本和功耗异常担忧，据悉，Montecito仍将采用90纳米制造技术，虽然现在还无法得知芯片的具体尺寸，但不难推算它的制造成本将会相当高昂。功耗是Montecito令人担忧的地方，不过Intel透露说它的实际功耗水平只有100瓦，而Montecito也支持自动降频技术，可以根据所处理任务的实际情况来决定频率高低，这样其最低功耗可降到70瓦的低水平。

Millington核心

    Millington是Montecito的简化版，和Montecito相比较拥有更少的缓存，估计Millington是为低端双路服务器系统量身定做的。而 LV Millington则是Millington的低电压版本 ，与Millington相比功耗更小，Montecito以及Millington芯片都拥有包括动态电源管理（Foxton ）和缓存纠错功能等一系列新近开发出来的技术。

    代号为Millington的双核心Itanium 2芯片将于明年第三季度推出，Millington在主板上的搭档为Intel E8870芯片组，特别值得注意的是双核心Millington及Millington的低电压版Millington LV将是双核心Itanium 2处理器闯入刀片服务器领域的第一块敲门砖。

　　Intel双核心安腾2处理器使用667MHZ外频，支持DDR2内存和PCI Express，芯片使用90nm制程，每块使用24MB缓存的Itanium 2处理器都拥有170亿个晶体管，是奔腾4芯片的170倍之多

双核 安腾2 发展蓝图

    根据Intel的安腾处理器发展蓝图，在2005年Intel推出Millington的安腾2处理器之后，将在2007年推出多内核安腾2处理器（代号为"Tukwila"）。在双内核安腾2处理器的研发方面，Intel在2005年推出第一款双内核安腾2处理器Montecito之后，英特尔还将推出第一款面向双处理器服务器和工作站的多内核安腾2处理器（代号为"DimDona"），并推出相应的低功耗Millington和DimDona处理器。

    首批多内核IA64架构芯片代号为Tukwila（先前的Tanglewood），同时还有另一个代号为Dimona多内核安腾2产品，预计他们都将在2006年或更晚的时候上市 。

★双核 XEON DP

Paxville DP核心

    迫于AMD双核Opteron的市场压力，英特尔2005年10月11日提前发布了他的首款双核至强处理器，不过这款核心代号为Paxville的双核至强并没有给Intel带来多大好处，也没有扭转Intel在双核方面的颓势，不管是性能还是发热，主频仅为2.8GHz的Paxville都无法从低频率的AMD双核Opteron上占到半点便宜，反而是这款用两颗处理器芯片临时拼凑起来的“双核”处理器推出后遭到业界的一致批评，就连Intel自己也不得不承认推出这款处理器过于匆忙。

    Paxville其实是Intel计划针对多路(四路和四路以上)服务器而开发的，Paxville DP之前并没有列入Intel开发计划表，Intel预想中的第一款双核XEON DP其实是Dempsey，只不过形势变化太快，使得Intel改变计划，将原来用于四路的Paxville改成双路的Paxville DP，作为第一款双核XEON DP提前发布出来，就是这些诸多的临时变动使得尚未成熟的Paxville DP早产了。

    Paxville DP沿用了目前单核至强采用的90纳米(0.09微米)制程，Paxville DP与Paxville相同，是采用两个独立的内核封装在一起，在前端系统总线频率方面，Paxville DP采用了800MHz的共享总线，在带宽上毫无优势可言。由于在制造工艺上与单核至强DP并无差别，为了降低功耗，Paxville DP在运行速度上并没有与目前单核至强DP的最高时钟频率——3.8GHz看齐，而是“降频”至2.8GHz，其TDP(Thermal design power:设计热功耗)在135W左右，而单核至强DP的TDP为110W，通过DBS按需配电技术的动态调整，Paxville DP在运行中的功耗与Irwindale差距不大，可以使用为单核至强DP服务器设计的电源。

    Paxville DP可以使用为单核至强DP配备的电源和E7520芯片组，这就意味着现在使用单核至强DP服务器可以在只更换处理器的前提下从单核平滑升级到双核，让用户以尽量少的支出换来尽可能高的性能提升，这正是英特尔将首款双核至强定为Paxville DP而非Dempsey的原因。英特尔为Dempsey设计了新的Blackford芯片组，对于现有的单核至强DP服务器用户来说，升级到Paxville DP显然在难度和成本上更低，更为现实。

　　据英特尔测试，在其他配置相同的情况下，2.8GHz Paxville DP的性能比3.6GHz单核至强DP高约50%，这应该得益于它双核加超线程的设计，这让它实际上具备了四个线程(每核两个线程)的并行计算能力。根据英特尔技术人员在Paxville DP发布会现场的演示:在运行在多线程方面进行过优化的Sungard的Adaptiv信用风险评估应用软件时，基于Paxville DP的双路服务器用时37.97秒，而基于3.6GHz单核至强DP的服务器则用时46.44秒。

Dempsey核心

    Dempsey与Paxville DP最大区别就在制造工艺和前端系统总线上，Paxville DP沿用了目前单核至强采用的90纳米(0.09微米)制程，而Dempsey则采用更为先进、有助于大幅降低功耗的65纳米(0.065微米)制程，而且Dempsey是将两个内核分别刻蚀在两个硅片上，然后在集成在一个处理器基板上。在前端系统总线频率方面，Dempsey采用了1066MHz的双独立总线，在带宽上更具优势。

    Dempsey主要规格如下：双核心、65nm工艺、2MB独立二级缓存×2。Dempsey将有三个版本：前端总线1066MHz、功耗130W的高性能版本；前端总线1066MHz、功耗95W的机架服务器优化版本；前端总线667MHz、功耗95W的低端版本。

    与Dempsey配套的芯片组是Blackford，这款芯片组采用了高达1066MHz的双独立总线架构以重点解决前端总线方面的瓶颈，同时支持533MHz的FBD-DDR2内存，可提供17GB/s的带宽。

双核 XEON DP/MP 发展蓝图

    Intel在2006年下半年还将推出Xeon DP(Woodcrest)和2007年推出Xeon MP(Whitefield)，Woodcrest将会是1066MHz外频的至强处理器，其功耗将会比上一代减少40%，省电效能才有机会与AMD打平，而最令人注目的会是Whitefield，它将是Intel首颗内建四核心的处理器，但从架构图中我们可以看Whitefield拥有2组L2 Cache，代表它只是单纯把现有的两颗双核心结合在一起，而非四颗核心共用一个L2 Cache。在整数及浮点运算上才能追上AMD Opteron。Intel 希望以这个全新的Woodcrest微架构，而每瓦功率消耗所得的效能来击败AMD, Intel策略是否成功我们唯有拭目以待。但以目前的Paxville DP来看似乎难以挽回与AMD Opteron技术竞争的劣势，因为性价比方面Intel还是逊人一筹。