雙核才問世　多核多緒時代已在敲門(上)

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為何雙核會盛行？這除了Intel例行抄襲大型主機、高階UNIX系統的技術架構外，另一原因是時脈提升的障礙。Intel上一次遭遇瓶頸是在Pentium III時代，當時鋁製程的Pentium III難以突破1GHz，即便勉強突破了也付出了極大的代價（高耗電、熱燙、不穩），最後只好向IBM討教，取得IBM的銅製程技術授權，才得以跨越1GHz的障礙（AMD一開始也是向IBM請求銅製程授權，但因未談攏，最後轉向Motorola授權，不過AMD後續的SOI技術依然向IBM授權，相關授權合作也將持續。）這一次Intel遭遇的是瓶頸是難以突破4GHz，一直處於3.8GHz而難以更高。

不過這並非只是Intel的問題；即使IBM也只能在實驗室內讓Cell達4GHz，量產Cell時，仍為求穩定還是降至3.2GHz。對眾家處理器廠商而言，既然時脈難以再提升，只好改以增加處理核心數目的手法來持續增快效能。IBM於2000年就已經完成雙核工藝的POWER4處理器，2001年底推出使用POWER4處理器的伺服器：eServer p690，HP、Sun的雙核處理器及伺服器是在2004年初到位。 至於今年才推出雙核的AMD、Intel則是落後IBM近四年的時間。

Intel的未來展望規劃（Roadmap）中，包括Celeron、Itanium 2等也會有雙核版，幾乎Intel全系列的處理器（手持、嵌入較例外）都會跟進，AMD也同樣朝全面雙核化邁進，即便已知雙核版的Itanium 2無法趕在今年底發表，而必須再等待半年時間，但仍然是未來研發主流。

多核Ｘ緒時代

不過，雙核不僅不是「終極」還只是個「開端」。2003年Intel發表使用HyperThreading技術（簡稱HT，超執行緒）的Xeon，僅在原有裸晶（Die）上增加10%的電路面積，就可以獲得20%∼30%的效能提升，這大概是Intel少數的原創技術，而非來自抄襲，此技術一出立即成為其他CPU業者的抄仿對象，尤其以仍在持續發展POWER、SPARC的IBM、Sun最為積極，而此時雙核產品還衍生出單緒及雙緒的差別。

首先以IBM率先見賢思齊，在接替POWER4的POWER5上也使用類似HT的設計，但IBM稱這樣的技術為Simultaneous Multithreading，一個POWER5除了有兩個執行核心外，每個執行核心還有兩個執行緒，如此就成了雙核雙緒的處理器，而　intel Xeon with HT則是單核雙緒。類似的技術Sun則納入到原有的CMP理念中，稱為CMT。

到了今年AMD推出雙核Opteron、雙核Athlon 64（稱為Athlon 64 X2），由於AMD的處理器不具有雙緒能力，尚處於雙核單緒，至於Intel最近才推出的新款Xeon（研發代號Paxville）也具有雙核，但也包括過去的HT，與IBM POWER5一樣是雙核雙緒。此外IBM也在今年發表雙核版的PowerPC G5處理器，過去單核版稱為PowerPC970或PowerPC970FX（製程技術強化版），如今雙核後改稱PowerPC970MP，屬於雙核單緒。

多核、多緒時代即將展開

到此為止了嗎？技術是永無止境的。不像HP的雙核版PA-RISC--PA-8800/PA-8900確定不會有後續發展，改由Itanium 2接替，Sun推出雙核版的UltraSPARC-IV/IV+後，預計明年初就會有UltraSPARC V，從規格上來看，UltraSPARC V將會是個「可怖」的處理晶片，畢竟Sun的處理器研發團隊人數在全球僅次於Intel（約1,400多人），還勝過IBM、AMD。

就目前所知，UltraSPARC V擁有八核四緒(正式名稱為UltraSPARC T1)，也就是同時間最多可以有32個執行緒在處理，而且，當某一個緒線（也有人反過來稱：線緒）工作完成後，後面若沒有其他的工作，也可以自動將排於其他緒線位置的待處理工作進行轉移，以維持平行緒線的整體利用效率，並更快完成工作。這點與IBM POWER5很類似。

相對的，Intel現有的CPU都不具有線緒工作機動轉移的能力，無論單核雙緒的Xeon還是雙核雙緒的Xeon都是如此。不能靈活調度緒線工作的結果，有時反而會讓工作效能減退（類似電影售票口，即便另一窗口比較少人或新加開窗口，也不准已在隊列的人離開，只有完全還沒排過隊的人可以去新窗口、較少人的窗口），這點已在雙顆實體Xeon（都具有HT）的電腦測試中得到證實。

不過，UltraSPARC V也有不完美之處，那就是運作時脈過低，僅1GHz，至多到1.2GHz（視製程良率而定，Sun是交付給TI代工生產），然而32緒x1GHz的結果也是相當可觀，而UltraSPARC的下一版：Rock（研發代號）更是鎖定同時最高達64緒。所以筆者必須說：多核多緒的時代即將展開！(待續)

本文作者是CNET投稿作者，為自由作家，專精於IT軟硬體報導寫作。