英特尔多内核处理器架构及其实现方式

在 1989 年 10 月发行的《IEEE 综览》中，刊出了一篇题为“2000 年微处理器前瞻(Microprocessors Circa 2000)”的文章。该文预言多内核处理器在世纪之交的几年中投放市场。该论文由四位英特尔公司的技术人员联合发表，其作者包括数字企业事业部副总裁兼总经理帕特·基辛格先生。他运用摩尔定律对未来进行了大胆预测。15 年后，他们的预测已经成为不争的事实。多内核处理器性能的开发已经成为英特尔的重要业务和产品活动之一。长期以来，英特尔始终坚持不懈地致力于提高计算平台的整体性能，为用户提供价值更高、功能更强的个人电脑。大约在1997年前，英特尔加快了平台水平的提升步伐，开始推出基础技术和特性，期望为广大用户带来更大的利益。这些基础特性可以创造更大的价值，具有更强的功能。它们被逐渐纳入到英特尔制定的均衡平台远景计划当中，超越了原来的千兆赫兹(GHz)目标。英特尔重新调整了公司战略，把资源从单纯提升频率的项目中转移出来，开始多核架构领域的开发。在 2000 年经济低迷时期，英特尔仍坚持提升制造能力，为此进行了大量的投资。由此，英特尔具备了卓越的处理器(包括多内核处理器)制造能力，可在保持高产量的同时，有效控制成本及价格。多内核处理器性能是英特尔以平台为中心方案的核心。多内核处理器可以提升性能、降低功耗，能够有效地同步处理多个任务。多内核处理器具备的这些特性，为用户带来了超凡的家庭和商务使用体验。

要在整个行业中实现多核处理性能，就必须满足制程技术和多内核处理器制造能力(硅核尺寸必须满足批量生产的要求)两方面的要求。英特尔具有雄厚的实力，可以满足这两个方面的要求：英特尔具有优秀的制程和能力，可以在其各个产品领域中，实现双内核处理器的批量制造。英特尔预计，2006 年 85% 以上的服务器处理器，和 70% 以上的移动和台式英特尔奔腾处理器家族均采用双核技术。英特尔在 2001 年至 2003 年间，共投资 280 亿美元作为研发费用。这一战略决策帮助英特尔实现了上述全球目标。英特尔公司的产品已经从单核过渡到双核或多核，晶圆尺寸已经缩小到 300 毫米，拥有 90 纳米和 65 纳米的制程和大量的制造工厂，这些成就证明了这一投资的价值。由于拥有极高的制造能力，英特尔能够生产出各种处理器产品，满足不同客户的广泛需求。

英特尔公司具有四家 300 毫米晶圆制造工厂。然而，拥有关键的芯片制造能力和技术，并不足以成功实现硬件增强线程和多核处理功能。另外还需要优秀的软件，为用户带来更出色的用户体验。英特尔已经深刻的认识到这一点。英特尔与多家操作系统和应用厂商携手合作，共同优化和增强软件的线程性能。此类改良工作首先开始于服务器和工作站领域。此后，自 20 世纪 90 年代末开始，逐渐扩展至台式机系统。2002 年，超线程(HT)技术正式被引入到台式机当中。自 2004 年 9 月以来，超线程(HT)技术已成功应用在 5000 万台配备英特尔奔腾4 处理器的产品中，这些产品包括台式机、服务器和移动电脑，这为软件开发商设计更加高效的并行处理信息的应用提供了新的动力。截止至2008年底，已经约有 150 个客户端应用支持超线程(HT)技术。此前，已有数百种应用支持线程技术。这些数字表明：众多开发商和设计工具已经做好应用英特尔多核功能的准备。

英特尔还认识到，操作系统(Windows XP、Windows Server、各个 Linux*厂商的产品等)均已支持线程功能，能够充分利用超线程(HT)技术和多核技术的优势。此外，英特尔还极力倡导软件厂商按照插座授权产品，而不要根据执行内核数量进行授权。微软公司宣布按照插槽数量出售操作系统(而不是核心数量)，英特尔公司对这一做法表示赞同，同时希望其行业中的其它厂商可以积极响应微软的这一决定。英特尔公司的多个事业部已经联合起来，共同推动多核计划的实施。其中最重要的是英特尔软件和解决方案事业部(SSG)。该事业部是一个全球性的大型机构，与第三方软件开发商和解决方案提供商展开了积极合作，帮助它们设计出能够完全发挥英特尔架构优势的产品，从而为最终用户创造巨大的价值。

早在推出超线程(HT)技术之前，英特尔软件和解决方案事业部就已经启动了线程支持计划。该计划旨在为软件开发商提供基于超线程(HT)技术的开发平台;之后，再向它们提供基于多核技术的开发平台。英特尔软件和解决方案事业部还提供一整套强大的线程工具、编译器和其它性能调试工具套件与白皮书，以帮助软件开发商在其代码中提升线程级并行处理能力。英特尔公司还对英特尔 解决方案中心进行了大量的投资。该解决方案中心是全球性的专业技术中心。应用厂商可以在该中心内现场办公，以进一步优化针对最新英特尔技术(包括硬件增强线程)设计的产品。推动多内核业务计划的其它英特尔事业部包括：解决方案市场开发事业部(SMDG)，该部门致力于推广基于英特尔架构的企业解决方案;英特尔战略投资事业部，英特尔战略投资计划负责对其它有关公司进行投资。其投资对象必须符合以下条件：该公司的产品和服务能够填补英特尔公司自身产品线、生产能力和产量方面的不足。