Intel架构师：多核如何不忽悠

头两天在彩虹吧和Intel（中国）的资深架构经理赵军及业内几位很牛的博友们就多核的技术、市场和应用进行了深入地交流。从Intel赵军对于笔者和博友问题的回答来看，笔者得到了如下的信息。

首先多核将是未来处理器发展的必然趋势。众所周知，处理器性能 = 主频 x IPC（每个时钟周期内可以执行的指令数）。按照赵军的介绍，由于主频的提升与处理器功耗的增加是呈立方的线型增长的关系，所以一味地通过提升主频来提高处理器的性能，就会使处理器的功耗以指数(三次方)而非线性(一次方)的速度急剧上升，很快就会触及所谓的“频率的墙”(frequency wall)。过快的能耗上升，使得业界的多数厂商寻找另外一个提高处理器性能的因子，提高IPC。提高IPC可以通过提高指令执行的并行度来实现，而提高并行度有两种途径：一是提高处理器微架构的并行度；二是采用多核架构。由单核处理器增加到双核处理器，如果主频不变的话，IPC理论上可以提高一倍，功耗理论上也就最多提高一倍，因为功耗的增加是线性的。而实际情况是，双核处理器性能达到单核处理器同等性能的时候，前者的主频可以更低，因此功耗的下降也是指数方(三次方)下降的。反映到产品中就是双核处理器的起跳主频可以比单核处理器更低，性能更好。

由此可见，将来处理器发展的趋势是：为了达到更高的性能，在采用相同微架构的情况下，可以增加处理器的内核数量同时维持较低的主频。这样设计的效果是，更多的并行提高IPC，较低的主频有效地控制了功耗的上升。除了多核技术的运用，采用更先进的高能效微架构可以进一步提高IPC和降低功耗——即提高能效。基于英特尔酷睿架构的英特尔酷睿2 双核处理器和至强处理器就是现实中的例子。

第二就是多核和虚拟化让系统更健壮。前不久Intel斥资2.19亿美元购买EMC旗下即将上市的VMware约2.5％原始股。众所周知，VMware已经成为虚拟服务器以及虚拟化软件的代名词，英特尔希望能够通过投资VMware加大其在虚拟化平台市场上的影响力。但多核下的虚拟化会给用户带来什么呢？赵军认为，从企业级的用户看，多核下的虚拟化会增加用户的应用，而且如果用户的某一个核的运算能力不够崩溃了，其他的核可以接过去（应用的迁移）而避免系统崩溃的问题。如果我们把这个改变带给我们的用户，这就是虚拟化带来的一个好处，就是给你的系统带来更好的健壮性，同时对个人用户也是这样的，将来你家里可能不止一台计算机，有两台都在跑应用，这个机器坏了，应用全切到另一台，等到你这个修复以后又可以转回去。而从单机的应用看，你一台机器通过多核和虚拟化可以跑不同的操作系统和应用，换句话说，你既可以在Windows下玩游戏，也同时在另外一个操作系统下做其他的事情，但彼此间不受任何的干扰。

第三就是所谓的真假四核只是实现的方法不同。对于AMD宣称的真假四核，赵军称，他们的架构跟我们的架构本来就不一样，不见得我们的多核比他们的单芯片方案就差，我们还是自己跟自己比，架构本身是有差异的，不能横比，我们只能自己跟自己比，我的架构如果变成多核，当然性能提升了，这是毫无疑问的。此外，我们的架构成本低，良品率高，所以最终出来的产品也体现在性价比的优势上，用户可以轻松地享用到。随着45nm技术的使用，今后的多核将会有更高的性能和更低的成本。

第四就是应用尚待提高。许多博友都认为就目前的应用来说，单核就已经可以胜任了，多核是厂商忽悠的一个卖点。对此，赵军认为，要根据用户不同的需要来衡量多核。鉴于目前多媒体和数字娱乐的兴起，多核对于注重数字娱乐的用户来说是必不可少的。比如BT下载，以前单核的时候你用多少时间，采用双核后你又用多少时间，一比较你就可以看到多核的优势了；比如目前的高清视频播放和视频编辑使用多核肯定会带来更好地体验，这是用户所需要的。当然多核的应用需求还需要不断提高，相应地多线程的软件开发也要跟上。