酷睿处理器特点及未来计算机技术的展望

王伟 谭媛媛

（秦皇岛广播电视大学，河北 秦皇岛 066000）

在人类电脑的发展史上，中央处理器（CPU）的地位无疑是无可替代的。从简单的4004处理器，到现在的4核心Core处理器，短短的35年，这35年带给人类历史巨大的进步和文明。

作为 Intel的新旗舰，Core微架构拥有双核心、64bit指令集、4发射的超标量体系结构和乱序执行机制等技术，使用65nm制造工艺生产，支持36bit的物理寻址和48bit的虚拟内存寻址，支持 Intel所有的扩展指令集。Core微架构的每个内核拥有 32KB的一级指令缓存、32KB的双端口一级数据缓存，然后2个内核共同拥有 4MB的共享式二级缓存。Core微架构在今年内发布的最高频率将是 Conroe XE的3.33GHz。

Core微架构中的每个核心在每个周期可以做的工作：在最好的情况下，每周期可以取指160bit以上，解码5条X86指令，发射7条微指令，重排序和重命名4条微指令，发送6条微指令至执行单元，完成并退出4条微指令。从任何一个方面来看，这个架构都是比NetBurst微架构或者 Yonah微架构更宽的架构，拥有更宽的流水线、更高的并行度。

Intel声称 Core微架构拥有14级“有效”流水线。所谓的有效流水线，就是指发生分支预测错误时，所需要重新执行的流水线级数。以采用 NetBurst微架构的处理器来说，Willamette、Northwood 与 Prescott核心的有效流水线级数分别是20、20和31，而原始的P6微架构的处理器则是10级。

Core微构架拥有2个浮点执行单元，位于端口0的浮点执行单元负责加减等简单的浮点运算，而端口1的浮点执行单元则负责乘除等浮点运算。这样，在Core微架构中，浮点加减指令与浮点乘除指令被划分成两部分，使其具备了在一周期中完成两条浮点指令的能力。

Core微架构终于拥有了完整的128bit的向量处理单元。配合多达3组的执行单元以及load、store存储单元，Core微架构可在一个时钟周期内，同时执行一个128bit乘法操作、一个128bit加法操作、一个128bit load操作与一个128bit store操作，另外还有可能再加上一条经过宏指令融合的cmp/jmp指令--相当于单周期6条指令！真是令人叹为观止的指令级并行处理能力。做出如此大幅改进的 SSE处理能力，使得 Core微架构更加有利于多媒体方面的应用。

另外我们发现，Core微架构还引入了一下几项新技术。

Core微架构加入了对EM64T指令集的支持，弥补了 Yonah微架构的最大缺憾。随着 Windows Vista的到来以及 Intel、AMD全面更换到64bit处理器，64bit计算的普及只是时间问题。

CCore微架构拥有增强的电源管理功能，并且2个核心可以分别进行管理。各功能单元以及内部总线在电路设计方面也考虑了节电的问题。Core微架构中的大部分功能单元在不使用的时候都可以进入睡眠状态以降低耗电，另外，Core微架构内部的多条总线为了提高总的传输带宽，加大了宽度，但是平时只开放一般的宽度，这种芯片可以部分关闭的能力早已是Core微架构整个设计思想的一部分。

根据计划Intel将推出VIIV家用娱乐平台，这将是Intel首次为数字家庭开发平台计划。具体来说Viiv是一种可供用户在家用电脑上使用遥控器操作影像和音乐等各种内容的平台。VIIV系统既可以以普通台式机为基础，也可以应用于其他消费电子产品。其优势在于：具备遥控功能，可以轻松操作，并具备即时开/关功能;采用双内核处理器及先进的显卡和声等卡尖端技术，可以给大家带来超凡的影音体验;通过互联网轻松访问电影、音乐、图片和游戏，支持内容点播服务;能够录制、暂停和回放实况电视节目;内含专用软件，可更轻松地设置家庭网络并连接其它无线设备;具有多种外形和型号，以满足不同风格家庭的品位，包括从像 DVD播放器这样的小型消费电子产品设计到相对传统的台式机设计;提供有卓越的电脑性能，包括高达7.1声道环绕立体声和高清晰度回放，为您带来家庭影院般的娱乐体验。

这些就是新的技术将要给我们带来的生活上的变化。数字化不仅会影响数字，将会影响我们所有人的生活。

从世界计算机技术的发展来看，未来的计算机技术将向超高速、超小型、平行处理、智能化的方向发展。尽管受到物理极限的约束，采用硅芯片的计算机的核心部件CPU的性能还会持续增长。作为Moore定律驱动下成功企业的典范Inter预计2001年推出1亿个晶体管的微处理器，并预计在2010年推出集成10亿个晶体管的微处理器，其性能为10万MIPS（1000亿条指令／秒）。而每秒100万亿次的超级计算机将出现在本世纪初出现。超高速计算机将采用平行处理技术，使计算机系统同时执行多条指令或同时对多个数据进行处理，这是改进计算机结构、提高计算机运行速度的关键技术。

同时计算机将具备更多的智能成分，它将具有多种感知能力、一定的思考与判断能力及一定的自然语言能力。除了提供自然的输入手段（如语音输入、手写输入）外，让人能产生身临其境感觉的各种交互设备已经出现，虚拟现实技术是这一领域发展的集中体现。

传统的磁存储、光盘存储容量继续攀升，新的海量存储技术趋于成熟，新型的存储器每立方厘米存储容量可达10TB。信息的永久存储也将成为现实，千年存储器正在研制中，这样的存储器可以抗干扰、抗高温、防震、防水、防腐蚀。如是，今日的大量文献可以原汁原味保存、并流芳百世。

新型计算机系统不断涌现。硅芯片技术的高速发展同时也意味着硅技术越来越近其物理极限，为此，世界各国的研究人员正在加紧研究开发新型计算机，计算机从体系结构的变革到器件与技术革命都要产生一次量的乃至质的飞跃。新型的量子计算机、光子计算机、生物计算机、纳米计算机等将会在21世纪走进我们的生活，遍布各个领域。

在未来10年内，建立透明的全光网络势在必行，互联网的传输速率将提高100倍。在Internet上进行医疗诊断、远程教学、电子商务、视频会议、视频图书馆等将得以普及。同时，无线网络的构建将成为众多公司竞争的主战场，未来我们可以通过无线接入随时随地连接到Internet上，进行交流、获取信息、观看电视节目。

随着因特网的迅猛发展和广泛应用、无线移动通信技术的成熟以及计算机处理能力的不断提高，新的业务和应用不断涌现。移动计算正是为提高工作效率和随时能够交换和处理信息所提出，业已成为产业发展的重要方向。 面向全球网络化应用的各类新型微机和信息终端产品将成为主要产品。便携计算机、数字基因计算机、移动手机和终端产品，以及各种手持式个人信息终端产品，将把移动计算与数字通信融合为一体，。

[1]OCER.net.Conroe优势分析 Core vs K8架构解析[J].PCPOP-电脑时尚，2006，05,09.

[2]OCER.net.Intel Core微架构全面解析[J].硅谷动力，2006-04-28.

[3]陆晓亮、胡苏太.量子计算机的发展现状及趋势[J].高性能计算发展与应用，2006，1:7-11.

[4]计算机世界报，2004（28）7-8.