在過去相當長一段時間,處理器廠商都不遺余力地通過不斷提高主頻來提高處理器的性能。但是隨著處理器的發展,單處理器核心內部晶體管的集成度已超過上億個,主頻提高帶來的功耗及發熱量呈幾何倍數增長,傳統處理器體系結構的瓶頸日益顯現。于是,另一種全新的芯片構架誕生了,這就是多核處理器,即在單個芯片上集成多個個處理器內核。通過優化的核內部體系架構,多核處理器能在較低的主頻下實現更加優越的性能。對于嵌入式系統而言,多核技術較過去可以提供更高的處理器性能、更有效的電源利用率,并且占用更小的物理空間,因而具有許多單核處理器無法具備的優勢。英特爾嵌入式和通信集團總經理Doug Davis就曾指出,在高端通信和醫療成像等計算密集型應用領域,嵌入式系統客戶們已經紛紛要求英特爾公司提供具有更長生命周期的多核器件。多核已經成為世界半導體發展的必然趨勢,更是嵌入式設計的未來趨向。
英特爾Core2 duo架構
英特爾最新的基于Core微架構的多核處理器即是片上多核處理器的典型代表。如圖1中Core 2 duo的架構所示,兩個內核集成在一個芯片上,共享4MB的二級緩存,每個內核都有獨立的CPU狀態,中斷邏輯,執行單元和一級緩存。處理器的每個內核可以獨立執行單獨的線程。由于共享了二級緩存,對于大量數據共享的不同線程,可以大大減少線程間通訊開銷,從而提高系統性能,這也是片上多核比多處理器性能優越的根本原因。……