Insight 64研究公司的分析師Nathan Brookwood說，隨著我們?nèi)找媾R近2010年，基于x86的服務(wù)器在一塊芯片上會擁有8到16個核心。原因在于: 增加更多的核心是提升系統(tǒng)性能的最快方法。他說，改進(jìn)內(nèi)存技術(shù)可以讓系統(tǒng)性能提升5%～10%; 采用新的處理器架構(gòu)有望再提升10%，但把處理器里面的核心密度增加一倍卻可以讓性能至少提升50%。
Brookwood說: “不妨比較一下四核處理器帶來的性能提升和英特爾當(dāng)初從奔騰3向奔騰4遷移的提升幅度?！北M管奔騰4采用了全新的微處理器架構(gòu)，但性能只提升了大約20%; 相比之下，英特爾的首款四核至強(qiáng)處理器卻承諾性能至少會提升40%。
在可預(yù)見的將來，似乎不會出現(xiàn)這種情況: 主流服務(wù)器的核心每兩年增加一倍會收到越來越小的成效。大多數(shù)觀察人士一致認(rèn)為，處理器性能提升的必經(jīng)之路將是: 到2009年8核，到2011年16核，到2013年32核。
Gartner 公司的分析師Martin Reynolds說: “核心越多，要做的事情總是越多。有了更多的核心，就能處理更多的工作?！?BR> Brookwood說，現(xiàn)在才剛進(jìn)入多核時代?！拔覀兠媲暗穆愤€寬著呢!”
不過話雖如此，還是不能確定業(yè)界如何才能抵達(dá)成功彼岸。英特爾和AMD采用了不同的四核設(shè)計方法。不過有些分析師認(rèn)為，AMD想在多核市場真正趕超英特爾，最終可能不得不采取比較類似后者的方法。
多核歷史
處理器生產(chǎn)商采用多核設(shè)計是為了解決一些根本性問題。半導(dǎo)體技術(shù)繼續(xù)沿著英特爾公司創(chuàng)辦人之一Gordon Moore早在1965年定下的路線發(fā)展。摩爾定律認(rèn)為，一塊特定芯片上的晶體管數(shù)量大概每兩年就會翻一番。但把那么多的晶體管塞到很小空間引起的散熱問題需要采用一種新方法才能實現(xiàn)性能的進(jìn)一步提升。
晶體管數(shù)量在每兩年翻一番的同時，芯片里面晶體管線寬也在不斷縮小，這樣才可以在特定尺寸的芯片里面塞入更多的晶體管。如今，的半導(dǎo)體廠商們都在生產(chǎn)線寬為90納米或65納米的芯片; 一些廠商會在今年晚些時候開始改用45納米線寬。
但盡管晶體管預(yù)算在不斷增加，微處理器設(shè)計技術(shù)繼續(xù)提高芯片時鐘頻率、同時把散熱控制在合理范圍的能力卻在幾年前就開始遇到了障礙。總部設(shè)在華盛頓的Digital Power Group能源研究公司估計，如今的計算機(jī)耗用了美國發(fā)電總量的10%左右，到2015年這個數(shù)字還會翻一番。美國正考慮通過立法迫使企業(yè)和技術(shù)提供商減少能耗。
而通過改用一塊芯片里面的多核設(shè)計，處理器生產(chǎn)商能夠減少或者維持時鐘頻率，同時控制散發(fā)的有關(guān)熱量。把同一尺寸的硅芯片里面可用的處理引擎數(shù)量增加一倍，同時維持穩(wěn)定的功耗，這可以大幅提升總體性能。
英特爾商業(yè)客戶部門總經(jīng)理David Tuhy說: “這確實可以把性能提升到讓人吃驚的新水平。我們的四核處理器性能比的雙核處理器提升了50%以上，性能是早期單核至強(qiáng)的4.5倍。而功耗并沒有增加。”
前方道路
在可預(yù)見的將來，核心數(shù)量似乎會一直不停地增加下去。英特爾近期宣布已研制出有80個核心的研究用芯片，預(yù)計功耗比當(dāng)前的四核設(shè)計還要低。這款芯片恐怕要過5到8年才能實現(xiàn)商業(yè)化，但是其他廠商已經(jīng)向市場推出了“大規(guī)模并行”處理器產(chǎn)品。
Sun在2005年年底推出了它的第一款多核SPARC處理器(代號為Niagara)。該芯片有8個核心，每個核心可執(zhí)行4條獨立線程，那樣一塊芯片就能執(zhí)行總共32條獨立線程。
Sun計劃今年年中之前推出Niagara 2，它仍有8個核心，但每個核心可執(zhí)行8條線程，總的執(zhí)行線程達(dá)到了64條。Sun還計劃2008年年中發(fā)布Rock處理器，這是另一款基于 SPARC的處理器，有16個核心。
站在多核技術(shù)前沿的還有Azul Systems公司，這家公司自2005年以來一直在提供基于24核Vega處理器的服務(wù)器。去年12月，Azul又推出了新的服務(wù)器，采用其最新一代的擁有48個核心的Vega 2處理器。
早期用戶
福利管理公司CitiStreet LLC是最早采用基于Vega 2的Azul Compute Appliance服務(wù)器的用戶之一。CitiStreet LLC擁有7臺這樣的服務(wù)器，每臺服務(wù)器有兩顆48核處理器。這些系統(tǒng)應(yīng)用于生產(chǎn)、災(zāi)難恢復(fù)、驗收及測試等各種環(huán)境。
CitiStree 的CIO Barry Strasnick說，這些服務(wù)器讓公司可以迅速擴(kuò)展基礎(chǔ)架構(gòu)，以滿足高速發(fā)展的要求，同時性能比之前使用的雙核至強(qiáng)服務(wù)器提升了100%。他說: “以經(jīng)濟(jì)可行的方式應(yīng)對我們遇到的增長，這需要很高的可擴(kuò)展性和性能，而單單靠傳統(tǒng)服務(wù)器無法滿足這一需求?！?BR> 去年年底，Web和電子郵件托管服務(wù)提供商Concentric Systems公司從原來基于SPARC的單核服務(wù)器改用Sun基于Niagara的服務(wù)器。Concentric的總裁Barbara Branaman說，公司使用一臺新服務(wù)器就能取代最多8臺舊服務(wù)器。她說: “我們一直在尋找用更少設(shè)備處理更多任務(wù)的方法，這當(dāng)然可以幫助我們減少能耗。同樣的占地空間、同樣的功耗，卻能增強(qiáng)處理能力，這是一大優(yōu)勢?！?BR> 到目前為止，Concentric已部署了9臺Sun Fire T2000 和基于Niagara的T1000服務(wù)器。她說，公司計劃再增加5套系統(tǒng)，并期盼即將推出的基于Niagara 2的服務(wù)器能夠進(jìn)一步提升性能。
當(dāng)《夏洛特觀察家報》計劃在今年晚些時候開始部署基于至強(qiáng)處理器的四核服務(wù)器時，這家報社的IT基礎(chǔ)架構(gòu)經(jīng)理Geoff Shorter期望這可以大大提高虛擬化環(huán)境的密度。
這家報社已經(jīng)開始把一些最關(guān)鍵的應(yīng)用系統(tǒng)遷移到雙核至強(qiáng)服務(wù)器上的虛擬化環(huán)境。在這個環(huán)境下，Shorter可以在每個處理器上運行7到12個虛擬服務(wù)器。他相信自己能做到這點: 在四核系統(tǒng)上，每個處理器可以運行15到30個虛擬服務(wù)器。他說: “如果你可以在一個硬件節(jié)點上運行10個虛擬服務(wù)器，那么這大概只需要12000美元; 而10臺硬件服務(wù)器需要5萬美元?！?BR> 帶寬、軟件及其他問題
考試大獲悉:Gartner的Reynolds警告，簡單地遷移到多核系統(tǒng)并不能保證可以獲得效率。IT管理人員必須事先進(jìn)行一番規(guī)劃，確保有足夠的網(wǎng)絡(luò)帶寬來滿足額外處理器核心的需求; 別外還要確保應(yīng)用軟件已經(jīng)得到優(yōu)化，可以充分利用多核環(huán)境。他說: “IT管理人員可不會因為電費太高而被解雇; 但如果無法滿足本公司的計算需求，可能會被解雇?！?BR> Reynolds解釋，如果向擁有多核處理器的服務(wù)器遷移，企業(yè)還要全面評估軟件許可證方面的影響。盡管微軟已經(jīng)承諾: 會繼續(xù)按照處理器插座而不是處理器核心的數(shù)量來收取許可費，但是其他應(yīng)用軟件如何收取許可費還不是那么清楚。他說: “每家公司都要確保從雙核系統(tǒng)改為四核系統(tǒng)后，不會面臨一大筆許可證升級費用。”
芯片生產(chǎn)商對此聲稱，許可費不會是什么大問題。AMD 的皓龍營銷主管Pat Patla說: “當(dāng)初從單核改為雙核時遇到了重大難題，不過現(xiàn)在我們對市場上的大多數(shù)許可證策略了解得相當(dāng)透徹?！?BR> 戴爾服務(wù)器產(chǎn)品部門的高級經(jīng)理Stori Waugh說，該公司一直在與各大應(yīng)用軟件和操作系統(tǒng)廠商緊密合作，以推行“按插座而不是核心的數(shù)量收取許可費”這項策略。她說，多達(dá)90%的軟件廠商會采用按插座數(shù)量收取許可費的模式。
另一個問題是，針對早幾代硬件設(shè)計的應(yīng)用軟件在多核處理器上運行起來效果如何。處理器生產(chǎn)商堅持認(rèn)為，針對多核環(huán)境對應(yīng)用軟件進(jìn)行優(yōu)化的工作基本上已完成。他們表示，這項工作早在單核系統(tǒng)轉(zhuǎn)向雙核系統(tǒng)時就已經(jīng)完成。
Brookwood也認(rèn)為，把軟件遷移到多核環(huán)境的“繁重任務(wù)”已在遷移至雙核階段完成，不過他強(qiáng)調(diào)，為了讓新處理器發(fā)揮性能，需要進(jìn)行不斷微調(diào)。他說: “這始終取決于具體的軟件包?！?BR> 虛擬化技術(shù)這個例子就表明第三方軟件開發(fā)商和芯片生產(chǎn)商在不斷努力。Brookwood說，AMD和英特爾在過去的兩年推出了帶有硬件輔助虛擬化功能的雙核x86處理器。VMware和微軟等公司也在繼續(xù)致力于優(yōu)化各自的虛擬化軟件，以便充分利用最新的處理器。他說: “最終的測試辦法還是要看虛擬化技術(shù)是否適合IT專業(yè)人員、讓應(yīng)用軟件運行得更好?！?BR> 分析師Markus Levy也是多核協(xié)會和嵌入式微處理器基準(zhǔn)協(xié)會的會長，他表示，越來越多的應(yīng)用軟件會需要更高層面的優(yōu)化工作。他說，換句話講，僅僅讓現(xiàn)有軟件可以在核心密度更大的下一代處理器上運行還不夠。他說: “就算等到英特爾使用16核心，到時也會需要額外的加速技術(shù)。隨著增加的核心越來越多，我們會發(fā)現(xiàn)通用處理器只適用于某些任務(wù)，而對特殊加速技術(shù)的需求會有增無減?！?
Brookwood說: “不妨比較一下四核處理器帶來的性能提升和英特爾當(dāng)初從奔騰3向奔騰4遷移的提升幅度?！北M管奔騰4采用了全新的微處理器架構(gòu)，但性能只提升了大約20%; 相比之下，英特爾的首款四核至強(qiáng)處理器卻承諾性能至少會提升40%。
在可預(yù)見的將來，似乎不會出現(xiàn)這種情況: 主流服務(wù)器的核心每兩年增加一倍會收到越來越小的成效。大多數(shù)觀察人士一致認(rèn)為，處理器性能提升的必經(jīng)之路將是: 到2009年8核，到2011年16核，到2013年32核。
Gartner 公司的分析師Martin Reynolds說: “核心越多，要做的事情總是越多。有了更多的核心，就能處理更多的工作?！?BR> Brookwood說，現(xiàn)在才剛進(jìn)入多核時代?！拔覀兠媲暗穆愤€寬著呢!”
不過話雖如此，還是不能確定業(yè)界如何才能抵達(dá)成功彼岸。英特爾和AMD采用了不同的四核設(shè)計方法。不過有些分析師認(rèn)為，AMD想在多核市場真正趕超英特爾，最終可能不得不采取比較類似后者的方法。
多核歷史
處理器生產(chǎn)商采用多核設(shè)計是為了解決一些根本性問題。半導(dǎo)體技術(shù)繼續(xù)沿著英特爾公司創(chuàng)辦人之一Gordon Moore早在1965年定下的路線發(fā)展。摩爾定律認(rèn)為，一塊特定芯片上的晶體管數(shù)量大概每兩年就會翻一番。但把那么多的晶體管塞到很小空間引起的散熱問題需要采用一種新方法才能實現(xiàn)性能的進(jìn)一步提升。
晶體管數(shù)量在每兩年翻一番的同時，芯片里面晶體管線寬也在不斷縮小，這樣才可以在特定尺寸的芯片里面塞入更多的晶體管。如今，的半導(dǎo)體廠商們都在生產(chǎn)線寬為90納米或65納米的芯片; 一些廠商會在今年晚些時候開始改用45納米線寬。
但盡管晶體管預(yù)算在不斷增加，微處理器設(shè)計技術(shù)繼續(xù)提高芯片時鐘頻率、同時把散熱控制在合理范圍的能力卻在幾年前就開始遇到了障礙。總部設(shè)在華盛頓的Digital Power Group能源研究公司估計，如今的計算機(jī)耗用了美國發(fā)電總量的10%左右，到2015年這個數(shù)字還會翻一番。美國正考慮通過立法迫使企業(yè)和技術(shù)提供商減少能耗。
而通過改用一塊芯片里面的多核設(shè)計，處理器生產(chǎn)商能夠減少或者維持時鐘頻率，同時控制散發(fā)的有關(guān)熱量。把同一尺寸的硅芯片里面可用的處理引擎數(shù)量增加一倍，同時維持穩(wěn)定的功耗，這可以大幅提升總體性能。
英特爾商業(yè)客戶部門總經(jīng)理David Tuhy說: “這確實可以把性能提升到讓人吃驚的新水平。我們的四核處理器性能比的雙核處理器提升了50%以上，性能是早期單核至強(qiáng)的4.5倍。而功耗并沒有增加。”
前方道路
在可預(yù)見的將來，核心數(shù)量似乎會一直不停地增加下去。英特爾近期宣布已研制出有80個核心的研究用芯片，預(yù)計功耗比當(dāng)前的四核設(shè)計還要低。這款芯片恐怕要過5到8年才能實現(xiàn)商業(yè)化，但是其他廠商已經(jīng)向市場推出了“大規(guī)模并行”處理器產(chǎn)品。
Sun在2005年年底推出了它的第一款多核SPARC處理器(代號為Niagara)。該芯片有8個核心，每個核心可執(zhí)行4條獨立線程，那樣一塊芯片就能執(zhí)行總共32條獨立線程。
Sun計劃今年年中之前推出Niagara 2，它仍有8個核心，但每個核心可執(zhí)行8條線程，總的執(zhí)行線程達(dá)到了64條。Sun還計劃2008年年中發(fā)布Rock處理器，這是另一款基于 SPARC的處理器，有16個核心。
站在多核技術(shù)前沿的還有Azul Systems公司，這家公司自2005年以來一直在提供基于24核Vega處理器的服務(wù)器。去年12月，Azul又推出了新的服務(wù)器，采用其最新一代的擁有48個核心的Vega 2處理器。
早期用戶
福利管理公司CitiStreet LLC是最早采用基于Vega 2的Azul Compute Appliance服務(wù)器的用戶之一。CitiStreet LLC擁有7臺這樣的服務(wù)器，每臺服務(wù)器有兩顆48核處理器。這些系統(tǒng)應(yīng)用于生產(chǎn)、災(zāi)難恢復(fù)、驗收及測試等各種環(huán)境。
CitiStree 的CIO Barry Strasnick說，這些服務(wù)器讓公司可以迅速擴(kuò)展基礎(chǔ)架構(gòu)，以滿足高速發(fā)展的要求，同時性能比之前使用的雙核至強(qiáng)服務(wù)器提升了100%。他說: “以經(jīng)濟(jì)可行的方式應(yīng)對我們遇到的增長，這需要很高的可擴(kuò)展性和性能，而單單靠傳統(tǒng)服務(wù)器無法滿足這一需求?！?BR> 去年年底，Web和電子郵件托管服務(wù)提供商Concentric Systems公司從原來基于SPARC的單核服務(wù)器改用Sun基于Niagara的服務(wù)器。Concentric的總裁Barbara Branaman說，公司使用一臺新服務(wù)器就能取代最多8臺舊服務(wù)器。她說: “我們一直在尋找用更少設(shè)備處理更多任務(wù)的方法，這當(dāng)然可以幫助我們減少能耗。同樣的占地空間、同樣的功耗，卻能增強(qiáng)處理能力，這是一大優(yōu)勢?！?BR> 到目前為止，Concentric已部署了9臺Sun Fire T2000 和基于Niagara的T1000服務(wù)器。她說，公司計劃再增加5套系統(tǒng)，并期盼即將推出的基于Niagara 2的服務(wù)器能夠進(jìn)一步提升性能。
當(dāng)《夏洛特觀察家報》計劃在今年晚些時候開始部署基于至強(qiáng)處理器的四核服務(wù)器時，這家報社的IT基礎(chǔ)架構(gòu)經(jīng)理Geoff Shorter期望這可以大大提高虛擬化環(huán)境的密度。
這家報社已經(jīng)開始把一些最關(guān)鍵的應(yīng)用系統(tǒng)遷移到雙核至強(qiáng)服務(wù)器上的虛擬化環(huán)境。在這個環(huán)境下，Shorter可以在每個處理器上運行7到12個虛擬服務(wù)器。他相信自己能做到這點: 在四核系統(tǒng)上，每個處理器可以運行15到30個虛擬服務(wù)器。他說: “如果你可以在一個硬件節(jié)點上運行10個虛擬服務(wù)器，那么這大概只需要12000美元; 而10臺硬件服務(wù)器需要5萬美元?！?BR> 帶寬、軟件及其他問題
考試大獲悉:Gartner的Reynolds警告，簡單地遷移到多核系統(tǒng)并不能保證可以獲得效率。IT管理人員必須事先進(jìn)行一番規(guī)劃，確保有足夠的網(wǎng)絡(luò)帶寬來滿足額外處理器核心的需求; 別外還要確保應(yīng)用軟件已經(jīng)得到優(yōu)化，可以充分利用多核環(huán)境。他說: “IT管理人員可不會因為電費太高而被解雇; 但如果無法滿足本公司的計算需求，可能會被解雇?！?BR> Reynolds解釋，如果向擁有多核處理器的服務(wù)器遷移，企業(yè)還要全面評估軟件許可證方面的影響。盡管微軟已經(jīng)承諾: 會繼續(xù)按照處理器插座而不是處理器核心的數(shù)量來收取許可費，但是其他應(yīng)用軟件如何收取許可費還不是那么清楚。他說: “每家公司都要確保從雙核系統(tǒng)改為四核系統(tǒng)后，不會面臨一大筆許可證升級費用。”
芯片生產(chǎn)商對此聲稱，許可費不會是什么大問題。AMD 的皓龍營銷主管Pat Patla說: “當(dāng)初從單核改為雙核時遇到了重大難題，不過現(xiàn)在我們對市場上的大多數(shù)許可證策略了解得相當(dāng)透徹?！?BR> 戴爾服務(wù)器產(chǎn)品部門的高級經(jīng)理Stori Waugh說，該公司一直在與各大應(yīng)用軟件和操作系統(tǒng)廠商緊密合作，以推行“按插座而不是核心的數(shù)量收取許可費”這項策略。她說，多達(dá)90%的軟件廠商會采用按插座數(shù)量收取許可費的模式。
另一個問題是，針對早幾代硬件設(shè)計的應(yīng)用軟件在多核處理器上運行起來效果如何。處理器生產(chǎn)商堅持認(rèn)為，針對多核環(huán)境對應(yīng)用軟件進(jìn)行優(yōu)化的工作基本上已完成。他們表示，這項工作早在單核系統(tǒng)轉(zhuǎn)向雙核系統(tǒng)時就已經(jīng)完成。
Brookwood也認(rèn)為，把軟件遷移到多核環(huán)境的“繁重任務(wù)”已在遷移至雙核階段完成，不過他強(qiáng)調(diào)，為了讓新處理器發(fā)揮性能，需要進(jìn)行不斷微調(diào)。他說: “這始終取決于具體的軟件包?！?BR> 虛擬化技術(shù)這個例子就表明第三方軟件開發(fā)商和芯片生產(chǎn)商在不斷努力。Brookwood說，AMD和英特爾在過去的兩年推出了帶有硬件輔助虛擬化功能的雙核x86處理器。VMware和微軟等公司也在繼續(xù)致力于優(yōu)化各自的虛擬化軟件，以便充分利用最新的處理器。他說: “最終的測試辦法還是要看虛擬化技術(shù)是否適合IT專業(yè)人員、讓應(yīng)用軟件運行得更好?！?BR> 分析師Markus Levy也是多核協(xié)會和嵌入式微處理器基準(zhǔn)協(xié)會的會長，他表示，越來越多的應(yīng)用軟件會需要更高層面的優(yōu)化工作。他說，換句話講，僅僅讓現(xiàn)有軟件可以在核心密度更大的下一代處理器上運行還不夠。他說: “就算等到英特爾使用16核心，到時也會需要額外的加速技術(shù)。隨著增加的核心越來越多，我們會發(fā)現(xiàn)通用處理器只適用于某些任務(wù)，而對特殊加速技術(shù)的需求會有增無減?！?