王偉 譚媛媛

（秦皇島廣播電視大學(xué)，河北 秦皇島 066000）

在人類電腦的發(fā)展史上，中央處理器（CPU）的地位無(wú)疑是無(wú)可替代的。從簡(jiǎn)單的4004處理器，到現(xiàn)在的4核心Core處理器，短短的35年，這35年帶給人類歷史巨大的進(jìn)步和文明。

作為 Intel的新旗艦，Core微架構(gòu)擁有雙核心、64bit指令集、4發(fā)射的超標(biāo)量體系結(jié)構(gòu)和亂序執(zhí)行機(jī)制等技術(shù)，使用65nm制造工藝生產(chǎn)，支持36bit的物理尋址和48bit的虛擬內(nèi)存尋址，支持 Intel所有的擴(kuò)展指令集。Core微架構(gòu)的每個(gè)內(nèi)核擁有 32KB的一級(jí)指令緩存、32KB的雙端口一級(jí)數(shù)據(jù)緩存，然后2個(gè)內(nèi)核共同擁有 4MB的共享式二級(jí)緩存。Core微架構(gòu)在今年內(nèi)發(fā)布的最高頻率將是 Conroe XE的3.33GHz。

Core微架構(gòu)中的每個(gè)核心在每個(gè)周期可以做的工作：在最好的情況下，每周期可以取指160bit以上，解碼5條X86指令，發(fā)射7條微指令，重排序和重命名4條微指令，發(fā)送6條微指令至執(zhí)行單元，完成并退出4條微指令。從任何一個(gè)方面來(lái)看，這個(gè)架構(gòu)都是比NetBurst微架構(gòu)或者 Yonah微架構(gòu)更寬的架構(gòu)，擁有更寬的流水線、更高的并行度。

Intel聲稱 Core微架構(gòu)擁有14級(jí)“有效”流水線。所謂的有效流水線，就是指發(fā)生分支預(yù)測(cè)錯(cuò)誤時(shí)，所需要重新執(zhí)行的流水線級(jí)數(shù)。以采用 NetBurst微架構(gòu)的處理器來(lái)說(shuō)，Willamette、Northwood 與 Prescott核心的有效流水線級(jí)數(shù)分別是20、20和31，而原始的P6微架構(gòu)的處理器則是10級(jí)。

Core微構(gòu)架擁有2個(gè)浮點(diǎn)執(zhí)行單元，位于端口0的浮點(diǎn)執(zhí)行單元負(fù)責(zé)加減等簡(jiǎn)單的浮點(diǎn)運(yùn)算，而端口1的浮點(diǎn)執(zhí)行單元?jiǎng)t負(fù)責(zé)乘除等浮點(diǎn)運(yùn)算。這樣，在Core微架構(gòu)中，浮點(diǎn)加減指令與浮點(diǎn)乘除指令被劃分成兩部分，使其具備了在一周期中完成兩條浮點(diǎn)指令的能力。

Core微架構(gòu)終于擁有了完整的128bit的向量處理單元。配合多達(dá)3組的執(zhí)行單元以及l(fā)oad、store存儲(chǔ)單元，Core微架構(gòu)可在一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)，同時(shí)執(zhí)行一個(gè)128bit乘法操作、一個(gè)128bit加法操作、一個(gè)128bit load操作與一個(gè)128bit store操作，另外還有可能再加上一條經(jīng)過(guò)宏指令融合的cmp/jmp指令--相當(dāng)于單周期6條指令！真是令人嘆為觀止的指令級(jí)并行處理能力。做出如此大幅改進(jìn)的 SSE處理能力，使得 Core微架構(gòu)更加有利于多媒體方面的應(yīng)用。

另外我們發(fā)現(xiàn)，Core微架構(gòu)還引入了一下幾項(xiàng)新技術(shù)。

Core微架構(gòu)加入了對(duì)EM64T指令集的支持，彌補(bǔ)了 Yonah微架構(gòu)的最大缺憾。隨著 Windows Vista的到來(lái)以及 Intel、AMD全面更換到64bit處理器，64bit計(jì)算的普及只是時(shí)間問(wèn)題。

CCore微架構(gòu)擁有增強(qiáng)的電源管理功能，并且2個(gè)核心可以分別進(jìn)行管理。各功能單元以及內(nèi)部總線在電路設(shè)計(jì)方面也考慮了節(jié)電的問(wèn)題。Core微架構(gòu)中的大部分功能單元在不使用的時(shí)候都可以進(jìn)入睡眠狀態(tài)以降低耗電，另外，Core微架構(gòu)內(nèi)部的多條總線為了提高總的傳輸帶寬，加大了寬度，但是平時(shí)只開(kāi)放一般的寬度，這種芯片可以部分關(guān)閉的能力早已是Core微架構(gòu)整個(gè)設(shè)計(jì)思想的一部分。

根據(jù)計(jì)劃Intel將推出VIIV家用娛樂(lè)平臺(tái)，這將是Intel首次為數(shù)字家庭開(kāi)發(fā)平臺(tái)計(jì)劃。具體來(lái)說(shuō)Viiv是一種可供用戶在家用電腦上使用遙控器操作影像和音樂(lè)等各種內(nèi)容的平臺(tái)。VIIV系統(tǒng)既可以以普通臺(tái)式機(jī)為基礎(chǔ)，也可以應(yīng)用于其他消費(fèi)電子產(chǎn)品。其優(yōu)勢(shì)在于：具備遙控功能，可以輕松操作，并具備即時(shí)開(kāi)/關(guān)功能;采用雙內(nèi)核處理器及先進(jìn)的顯卡和聲等卡尖端技術(shù)，可以給大家?guī)?lái)超凡的影音體驗(yàn);通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)輕松訪問(wèn)電影、音樂(lè)、圖片和游戲，支持內(nèi)容點(diǎn)播服務(wù);能夠錄制、暫停和回放實(shí)況電視節(jié)目;內(nèi)含專用軟件，可更輕松地設(shè)置家庭網(wǎng)絡(luò)并連接其它無(wú)線設(shè)備;具有多種外形和型號(hào)，以滿足不同風(fēng)格家庭的品位，包括從像 DVD播放器這樣的小型消費(fèi)電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)到相對(duì)傳統(tǒng)的臺(tái)式機(jī)設(shè)計(jì);提供有卓越的電腦性能，包括高達(dá)7.1聲道環(huán)繞立體聲和高清晰度回放，為您帶來(lái)家庭影院般的娛樂(lè)體驗(yàn)。

這些就是新的技術(shù)將要給我們帶來(lái)的生活上的變化。數(shù)字化不僅會(huì)影響數(shù)字，將會(huì)影響我們所有人的生活。

從世界計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展來(lái)看，未來(lái)的計(jì)算機(jī)技術(shù)將向超高速、超小型、平行處理、智能化的方向發(fā)展。盡管受到物理極限的約束，采用硅芯片的計(jì)算機(jī)的核心部件CPU的性能還會(huì)持續(xù)增長(zhǎng)。作為Moore定律驅(qū)動(dòng)下成功企業(yè)的典范Inter預(yù)計(jì)2001年推出1億個(gè)晶體管的微處理器，并預(yù)計(jì)在2010年推出集成10億個(gè)晶體管的微處理器，其性能為10萬(wàn)MIPS（1000億條指令／秒）。而每秒100萬(wàn)億次的超級(jí)計(jì)算機(jī)將出現(xiàn)在本世紀(jì)初出現(xiàn)。超高速計(jì)算機(jī)將采用平行處理技術(shù)，使計(jì)算機(jī)系統(tǒng)同時(shí)執(zhí)行多條指令或同時(shí)對(duì)多個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，這是改進(jìn)計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)、提高計(jì)算機(jī)運(yùn)行速度的關(guān)鍵技術(shù)。

同時(shí)計(jì)算機(jī)將具備更多的智能成分，它將具有多種感知能力、一定的思考與判斷能力及一定的自然語(yǔ)言能力。除了提供自然的輸入手段（如語(yǔ)音輸入、手寫(xiě)輸入）外，讓人能產(chǎn)生身臨其境感覺(jué)的各種交互設(shè)備已經(jīng)出現(xiàn)，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是這一領(lǐng)域發(fā)展的集中體現(xiàn)。

傳統(tǒng)的磁存儲(chǔ)、光盤(pán)存儲(chǔ)容量繼續(xù)攀升，新的海量存儲(chǔ)技術(shù)趨于成熟，新型的存儲(chǔ)器每立方厘米存儲(chǔ)容量可達(dá)10TB。信息的永久存儲(chǔ)也將成為現(xiàn)實(shí)，千年存儲(chǔ)器正在研制中，這樣的存儲(chǔ)器可以抗干擾、抗高溫、防震、防水、防腐蝕。如是，今日的大量文獻(xiàn)可以原汁原味保存、并流芳百世。

新型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)不斷涌現(xiàn)。硅芯片技術(shù)的高速發(fā)展同時(shí)也意味著硅技術(shù)越來(lái)越近其物理極限，為此，世界各國(guó)的研究人員正在加緊研究開(kāi)發(fā)新型計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)從體系結(jié)構(gòu)的變革到器件與技術(shù)革命都要產(chǎn)生一次量的乃至質(zhì)的飛躍。新型的量子計(jì)算機(jī)、光子計(jì)算機(jī)、生物計(jì)算機(jī)、納米計(jì)算機(jī)等將會(huì)在21世紀(jì)走進(jìn)我們的生活，遍布各個(gè)領(lǐng)域。

在未來(lái)10年內(nèi)，建立透明的全光網(wǎng)絡(luò)勢(shì)在必行，互聯(lián)網(wǎng)的傳輸速率將提高100倍。在Internet上進(jìn)行醫(yī)療診斷、遠(yuǎn)程教學(xué)、電子商務(wù)、視頻會(huì)議、視頻圖書(shū)館等將得以普及。同時(shí)，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建將成為眾多公司競(jìng)爭(zhēng)的主戰(zhàn)場(chǎng)，未來(lái)我們可以通過(guò)無(wú)線接入隨時(shí)隨地連接到Internet上，進(jìn)行交流、獲取信息、觀看電視節(jié)目。

隨著因特網(wǎng)的迅猛發(fā)展和廣泛應(yīng)用、無(wú)線移動(dòng)通信技術(shù)的成熟以及計(jì)算機(jī)處理能力的不斷提高，新的業(yè)務(wù)和應(yīng)用不斷涌現(xiàn)。移動(dòng)計(jì)算正是為提高工作效率和隨時(shí)能夠交換和處理信息所提出，業(yè)已成為產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要方向。 面向全球網(wǎng)絡(luò)化應(yīng)用的各類新型微機(jī)和信息終端產(chǎn)品將成為主要產(chǎn)品。便攜計(jì)算機(jī)、數(shù)字基因計(jì)算機(jī)、移動(dòng)手機(jī)和終端產(chǎn)品，以及各種手持式個(gè)人信息終端產(chǎn)品，將把移動(dòng)計(jì)算與數(shù)字通信融合為一體，。

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[4]計(jì)算機(jī)世界報(bào)，2004（28）7-8.