多核CPU发展历程及应用
cpu发展历史过程
cpu发展历史过程CPU（Central Processing Unit）是计算机中的核心部件，负责执行计算机程序的指令，控制和协调计算机的各种操作。
随着计算机技术的发展，CPU也经历了多个阶段的演进和发展。
本文将从早期的计算机CPU开始，逐步介绍CPU的发展历史过程。
一、早期计算机的CPU早期的计算机CPU采用的是电子管技术，这种技术具有高功耗、体积庞大、易损坏等缺点。
该阶段的计算机CPU运算速度较慢，主要用于科学计算和军事应用。
代表性的早期计算机有ENIAC、EDVAC 等。
二、晶体管时代的CPU20世纪50年代末，晶体管技术的发展使得计算机CPU得以进一步改进。
晶体管比电子管体积小、寿命长、功耗低，使得计算机性能得到显著提升。
该时期的计算机CPU采用了冯·诺依曼结构，即将指令和数据存储在同一内存中。
代表性的计算机有IBM System/360等。
三、集成电路时代的CPU20世纪60年代，集成电路技术的出现使得计算机CPU集成度大幅提高，体积缩小，功耗进一步降低。
这一时期的计算机CPU开始出现微处理器，即将多个功能模块集成在一颗芯片上，实现更高的性能和更小的体积。
代表性的计算机有Intel 4004、Intel 8008等。
四、个人计算机时代的CPU20世纪70年代末，个人计算机的出现使得计算机CPU得到大规模普及。
此时的计算机CPU采用了更加先进的微处理器架构，性能大幅提升。
代表性的计算机有IBM PC、Apple Macintosh等。
五、多核处理器时代的CPU21世纪初，多核处理器技术的出现使得计算机CPU能够同时处理多个任务。
这种技术通过在一颗芯片上集成多个处理核心，实现更高的并行计算能力。
代表性的计算机有Intel Core系列、AMD Ryzen系列等。
六、现代计算机时代的CPU随着科技的不断发展，计算机CPU在性能、功耗和集成度方面都取得了巨大的进步。
现代计算机CPU采用了更加先进的制程工艺和架构设计，如14纳米、10纳米工艺、超标量架构、超线程技术等。
多核处理器创新型多核处理器的发展
多核处理器创新型多核处理器的发展随着科技的不断发展，计算机的处理速度和性能意义着越来越大的要求。
为了满足这些要求，硬件设计工程师们创新性的发明了多核处理器。
多核处理器有着相比传统单核处理器更高的并行计算性能，几乎已经成为现代计算机的标配。
然而，为了不断满足越来越高的性能和效率需求，创新型的多核处理器也在不断地发展着。
多核处理器的诞生多核处理器最初产生于上世纪90年代，当时的生产力技术约为800nm-350nm。
由于处理器制造技术达到了极限，增加处理器主频变得越来越困难。
进而为多核处理器的应运而生创造了条件。
它通过增加处理器的核心数，实现了更高的计算效率和更快的运算速度。
而在2000年，英特尔推出了首款双核处理器。
这款CPU以其独有的“双核心”特征，迅速在市场上得到了广泛的认可。
多核处理器的发展及创新如今的多核处理器已经实现了更高的集成度，并将其化为更少的电源以降低功耗。
例如，英特尔的Haswell架构，将核心数量提高到了四个，并增加了一个GPU。
这一架构大幅度提升了处理器的计算能力和功耗效率。
更是出现了ARM的big.Little架构，该架构有大核心和小核心的不同类型的核心，以实现更高的多任务处理能力和更低的功耗。
此外，由于高性能计算需求的不断增加，以及应用程序的多样性和计算负载的不断增大，创新型的多核处理器正在不断地涌现。
比如，相比传统多核处理器更加注重计算质量的GPU，再如，GPU与CPU同时工作能够实现更高效的多任务处理，蒸汽式计算机也在应用中发挥着越来越重要的作用。
随着这些创新型的多核处理器的不断出现，能够满足越来越多领域的需求，如机器学习、图形渲染、气候模拟等，同时也将产生更多的就业机会，市场需求和技术发展越来越受到关注。
结语总之，多核处理器在计算机领域有着深远的影响。
未来，多核处理器将越来越多的应用在各个领域中。
创新型的多核处理器将继续不断涌现，以适应市场需求和技术发展的巨大需求。
多核处理器也将引领着计算机技术的不断进步，为人们带来更多的便利和效率。
CPU的发展史分类结构和主要性能指标
CPU的发展史分类结构和主要性能指标CPU即中央处理器，是计算机的核心部件之一、它负责执行计算机指令并处理数据，是计算机的心脏。
本文将从发展史、分类、结构和主要性能指标四个方面介绍CPU的相关知识。
一、发展史CPU的发展经历了几个重要的阶段。
早期的计算机使用的是电子管，体积庞大、功耗高、可靠性差。
1950年代，随着集成电路的发展，晶体管取代了电子管，大大提高了计算机的性能，并使计算机体积缩小。
1960年代，CPU的功能进一步扩展，实现了多道程序运行和操作系统的出现。
1970年代，计算机性能迅速提高，推出了多种高性能大中型机。
1980年代，个人计算机开始普及，CPU的发展逐渐走向高速、低功耗的方向。
1990年代，随着互联网的兴起，CPU的主频逐渐提高，对于计算性能的要求也越来越高。
2000年代，多核处理器技术的出现，使得CPU的计算能力进一步提升。
二、分类根据不同的指标，CPU可以分为多种类型。
按照用途划分，可以分为通用处理器和特定用途处理器；按照传统制造工艺和材料，可以分为CISC和RISC处理器；按照工作原理，可以分为单核和多核处理器；按照加工工艺，可以分为32位和64位处理器等。
三、结构CPU的结构主要包括运算器、控制器和寄存器等部分。
其中，运算器负责执行计算操作，控制器负责解析和执行指令，寄存器用于暂存指令和数据。
运算器由算术逻辑单元（ALU）和数据通路组成，ALU执行加减乘除等运算操作，数据通路负责数据的传输和暂存。
控制器包含取指令、译码、执行和存储结果等功能。
寄存器是存放指令和数据的临时存储器，包括程序计数器、指令寄存器、通用寄存器等。
CPU的性能可以通过多个指标来衡量。
常见的性能指标包括主频、缓存、指令级并行度和功耗等。
1.主频：也叫时钟频率，表示CPU每秒钟进行的工作周期。
主频越高，CPU每秒钟执行的计算指令和数据传输次数就越多，计算速度越快。
2.缓存：CPU内部的缓存用于存储频繁使用的指令和数据，以提高访问速度。
电脑多核处理器技术的发展与使用
电脑多核处理器技术的发展与使用随着科技的不断进步，计算机的处理速度变得越来越重要。
为了满足日益增长的计算需求，电脑多核处理器技术应运而生。
本文将就电脑多核处理器技术的发展与使用进行探讨。
一、电脑多核处理器技术的起源电脑多核处理器技术诞生于21世纪初，其最早的应用可以追溯到2001年。
在过去，计算机只能使用单个核心来执行任务。
然而，随着计算需求的增加，单核处理器已经无法满足人们的要求。
为了提高性能，科学家们开始思考如何在一台计算机上使用多个核心。
二、电脑多核处理器技术的发展历程1. 双核处理器时代双核处理器是电脑多核处理器技术的第一个里程碑。
它采用了两个独立的处理核心，可以同时运行多个任务。
这种技术的引入大大提高了计算机的处理能力，使得人们在进行复杂计算时能够得到更快的响应速度。
2. 四核处理器时代随着双核处理器的成功，科技公司开始尝试开发更高级的多核处理器。
四核处理器成为了下一个发展阶段的代表。
它采用了四个独立的处理核心，能够同时运行更多的任务。
这使得电脑在处理多线程应用程序时能够更加高效地工作。
3. 八核处理器时代如今，八核处理器已经成为了主流。
采用八核处理器的计算机能够同时处理多个任务，无论是进行复杂的图像处理还是进行多媒体编辑，都能够得到更快的速度和更高的效率。
八核处理器在游戏领域也得到了广泛应用，使得玩家在进行高负荷游戏时可以享受到更加流畅的游戏体验。
三、电脑多核处理器技术的使用优势1. 提高计算能力电脑多核处理器技术可以将多个核心同时用于不同的任务，从而提高了计算机的运行速度和效率。
这对于需要进行大量数据计算或者复杂计算的应用程序来说尤为重要。
2. 改善多任务处理能力多核处理器能够同时运行多个任务，使得我们在电脑上可以同时进行多种操作，如同时浏览网页、编辑文档和观看视频等。
这种多任务处理能力大大提高了我们的工作效率和生活便捷性。
3. 提升游戏体验对于游戏爱好者来说，多核处理器技术带来的突破将游戏运行速度提升到了新的水平。
中国cpu发展之路及生态应用
中国cpu发展之路及生态应用
中国CPU的发展历程可以追溯到上世纪50年代，其发展经历了起步、探索和快速发展三个阶段。
在探索阶段，中国的CPU产业在不断摸索中逐渐找到适合自己的发展道路。
在快速发展阶段，中国的CPU产业在技术、市场和产业链等方面都取得了显著进步。
目前，中国的CPU产业已经形成以华为海思、展锐、龙芯、兆芯等为代表的多家企业，这些企业在技术研发、市场拓展和产业链建设等方面都有一定的实力。
华为海思推出了基于自研架构的麒麟系列芯片，展锐则在移动通信领域具有较强的竞争力。
龙芯和兆芯则在桌面和服务器领域推出了一系列自主可控的CPU产品。
在生态应用方面，中国的CPU产业也在不断拓展。
华为海思的芯片已经应用于智能手机、平板电脑等移动终端，展锐的芯片则应用于中低端手机市场。
在桌面和服务器领域，龙芯和兆芯的CPU产品则分别应用于安全可控和云计算等场景。
总的来说，中国的CPU产业在近年来已经取得了显著进展，但在技术和市场方面仍需进一步努力。
未来，随着技术的不断进步和市场需求的不断增长，中国的CPU 产业有望迎来更加广阔的发展空间。
cpu的发展历程
cpu的发展历程中央处理器（CPU）的发展历程可以追溯到20世纪50年代末和60年代初。
此时，计算机的处理器是由许多离散的电子元件组成的，这些元件通过电子管和晶体管实现计算功能。
然而，这种设计复杂、体积庞大、故障率高且消耗能量大，限制了计算机的应用范围。
20世纪70年代，集成电路的发展带来了CPU的革命性变化。
Intel公司于1971年推出了第一款商用微处理器Intel 4004，其采用了发明于1968年的第一款单芯片微处理器Intel 4001的设计。
Intel 4004以全球第一款被广泛应用的微处理器而闻名，它集成了CPU的所有功能和指令，标志着计算机技术的一大进步。
接下来的几十年里，CPU经历了快速发展。
随着摩尔定律的提出，芯片上的晶体管数量每隔18-24个月便会翻一番，从而将计算能力不断提升。
在1980年代和1990年代，Intel先后推出了8086、80286、80386和80486等系列的微处理器，逐步提高了处理器的速度和能力。
进入21世纪，CPU的发展变得更加迅速。
2001年，Intel发布了首款Pentium 4处理器，引入了“NetBurst”架构，提供更高的时钟频率。
然而，随着处理器时钟频率的提高，散热和功耗问题也逐渐突显。
为了解决这些问题，处理器制造商开始采用多核心设计。
多核处理器能够同时处理多个任务，提高了整体的计算性能。
同时，制程工艺的进一步改进和新的材料的应用，也使得CPU的能效得到了大幅提升。
如今，CPU的发展仍在继续。
新兴的技术如量子计算和神经网络处理器呈现出巨大潜力，并可能引领下一代CPU的发展。
不论未来的CPU如何发展，它们将继续成为计算机的核心组件，为人类的科学研究、商业应用和个人使用提供更强大的计算能力。
cpu的发展史的简单总结
cpu的发展史的简单总结
前言
CPU（中央处理器）作为计算机的核心组成部分，在过去几十年的发展中经历了许多重要的里程碑。
本文将简要总结CPU的发展史，并突出一些重要的里程碑事件和技术革新。
正文
1. 早期计算机系统
•1940年代末至1950年代初，早期计算机系统使用的是真空管。
这些计算机体积庞大、耗能高、故障率高，并且运行速度较慢。
2. 集成电路的出现
•1958年，Jack Kilby和Robert Noyce几乎同时发明了集成电路（IC），这是一项革命性的发明。
集成电路将许多电子组件集成到一个芯片上，使得计算机部件更小巧、更高效。
这一发明开启了新时代的计算机发展。
3. 多核处理器的兴起
•随着集成电路技术的进步，处理器开始出现多核设计。
多核处理器能够同时执行多个任务，并提高计算机的运行速度和效率。
4. 先进制程技术的引入
•2003年，AMD公司首次引入了先进制程技术，并发布了第一款64位的x86处理器，这大大提升了计算机的性能和容量。
5. 人工智能时代的挑战
•随着人工智能技术的兴起，对计算机性能的需求不断增加。
为了满足这一需求，CPU在设计和制造方面进行了许多创新，如架构优化、多线程技术和更高的主频等。
结尾
随着人类对计算机性能的不断追求，CPU的发展也不断演进。
从早期计算机系统的真空管到集成电路的出现，再到多核处理器和先进制程技术的引入，CPU在过去的几十年中取得了长足的进步。
未来，随着人工智能时代的到来，CPU将继续迎来新的挑战与机遇，为我们带来更强大的计算能力。
计算机体系结构中的多核处理器设计与优化
计算机体系结构中的多核处理器设计与优化随着计算机科技的不断进步，人们对于计算机的需求也越来越高，特别是针对大数据计算、机器学习、深度学习等领域，对于计算机的计算能力和效率提出了更高要求。
在这个背景下，多核处理器设计和优化成为了计算机体系结构中的一个重要的研究领域。
一、多核处理器的发展历程最早的CPU都只有一个核心，随着计算机技术的发展，从单核心到多核心是一个必然的趋势。
多核处理器开始于Intel的Pentium D和AMD的Athlon 64 X2，这两款产品都是双核心处理器，能够在同一时间内处理两个或多个任务。
到了2006年，Intel推出了四核心处理器，AMD也推出了四核心的Phenom处理器。
现在，市面上已经有八核心、十核心甚至二十核心的CPU了。
二、多核处理器设计的优越性多核处理器设计相对单核心处理器设计的优越性在于：1. 更高的运算速度：多任务并行处理，可以同时处理多个任务，充分利用CPU 资源，提高运算速度。
2. 更低的功耗和更好的散热：多核处理器内部每个核心的频率可以降低，同时处理更多的任务，相对占用的功率更小，因此多核处理器相对单核处理器功耗更低，同时发热量也更少。
3. 更小的延迟：异构的多核处理器可以将一个任务分解为多个子任务，各自交由不同的核心进行处理，可以大大减少任务的延迟时间。
三、多核处理器结构的组成部分多核处理器的设计涉及到计算机体系结构的各个方面，包括CPU、内存、总线等部件。
主要包括以下3个部分：1. 核心：核心是多核处理器的重要组成部分，负责数据的计算、指令的解析、数据读写等功能。
核心数量与核心运行的时钟频率是影响多核处理器性能最大的两个因素。
2. 高速缓存：高速缓存是CPU和内存之间的缓存媒介，是为了解决CPU和内存速度差异而设计的。
通常情况下，高速缓存能够存储CPU需要处理的数据和指令，在多核处理器中，每个核心都有一份自己的高速缓存。
3. 总线：总线是CPU和其他部件之间的数据通信线路。
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多核处理器的技术种类
单芯片多处理器(CMP)
Байду номын сангаас
同时多线程处理器(SMT)
这两种体系结构可以充分利用这些应用的指令级并行性和线 程级并行性，从而显著提高了这些应用的性能。
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多核处理器的技术优势
日常应用中的另一种模式是同时运行多个程序。
目前虽然单一的单线程程序无法体现出多核处理器的优 势，但是多核处理器依然为程序设计者提供了一个很好的 平台，使得他们可以通过对原有的单线程序进行并行设计 优化，以实现更好的程序运行效果。
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Hydra 处理器
Hydra 处理器是1996 年美国斯坦福大学研制得 一个集成了4 个核心的处 理器，这在当时是一种新 型的处理器结构。Hydra 在一个芯片上集成了4 个 核心，核心间通过总线结 构共享片上二级缓存、存 储器端口和I/O 访问端口， 整体结构如图 所示。
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处理器性能 = 主频 x IPC
IPC: Instruction Per Clock（每个时钟周期内可以执 行的指令数）
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发展
因此，提高处理器性能就是两个途径：提高 主频和提高每个时钟周期内执行的指令数(IPC)。 处理器微架构的变化可以改变IPC，效率更高的 微架构可以提高IPC从而提高处理器的性能。但 是，对于同一代的架构，改良架构来提高IPC的 幅度是非常有限的，所以在单核处理器时代通过 处理器性能 = 主频 x IPC 提高处理器的主频来提高性能就成了唯一的手段。 不幸的是，给处理器提高主频不是没有止境 的。
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第一章 单核过渡多核
概述
从单核到多核
多核出现的必然性
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概述
多核化趋势正在改变IT计算的面貌。跟传统的 单核CPU相比，多核CPU带来了更强的并行处理能 力、更高的计算密度和更低的时钟频率，并大大减 少了散热和功耗。目前，在几大主要芯片厂商的产 品线中，双核、四核甚至八核CPU已经占据了主要 地位。
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因为：“处理器功耗 正比于 电流x 电压 x 电压 x 主频”，“IPC 正比 于 电流” 所以：“处理器功耗 正比于 IPC” 由单核处理器增加到双核处理器， 如果主频不变的话，IPC理论上可以 提高一倍，功耗理论上也就最多提高 一倍，因为功耗的增加是线性的。而 实际情况是，双核处理器性能达到单 核处理器同等性能的时候，前者的主 频可以更低，因此功耗的下降也是指 数方下降的。反映到产品中就是双核 处理器的起跳主频可以比单核处理器 更低，性能更好。
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必然性
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晶体管时代即将到来
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门延迟逐渐缩短，而全局连线延迟却不断加长
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符合Pollack规则
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必然性
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能耗不断增长
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设计成本的考虑
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体系结构发展的必然
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——多核CPU的发展
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多核CPU的发展
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多核CPU的发展
多核处理器是指在一枚处理器中集成两个或多个完整的计算引擎 (内核)。多核技术的开发源于工程师们认识到，仅仅提高单核芯片的 速度会产生过多热量且无法带来相应的性能改善，先前的处理器产品 就是如此。他们认识到，在先前产品中以那种速率，处理器产生的热 量很快会超过太阳表面。即便是没有热量问题，其性价比也令人难以 接受，速度稍快的处理器价格要高很多。 已有的多核处理器中仍存在几种比较典型的结构，它们分别代表了 多核处理器结构中的某一类特点，而Hydra、Cell 和RAW 处理器就 是3 种典型的结构。
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8088微处理器
8088是一个Intel以8086 为基础的微处理器，拥有16 位元暂存器和8位元外部资 料总线。8088使用8位元的 设计，所针对的是较为经济 之系统。
1979年，英特尔公司开发出了8088。8086和8088在芯片内部均采用16 位数据传输，所以都称为16位微处理器，但8086每周期能传送或接收16 位数据，而8088每周期只采用8位。因为最初的大部分设备和芯片是8位的， 而8088的外部8位数据传送、接收能与这些设备相兼容。
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多核处理器的技术关键 1.核心结构的选择
目前多核处理器的核心结构主要有同构和异构两种。
同构结构采用对称设计，原理简单，硬件上较易实现。当前 主流的双核和四核处理器基本上都采用同构结构。 与同构结构相比，异构的优势是通过组织不同特点的核心来 优化处理器内部结构，实现处理器性能的最佳化，而且能有 效地降低功耗。
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多核处理器的技术瓶颈
要想让多核完全发挥效力，需要硬件业和软件业更多革命性 的更新。其中，可编程性是多核处理器面临的最大问题。一旦 核心多过八个，就需要执行程序能够并行处理。尽管在并行计 算上，人类已经探索了超过40年，但编写、调试、优化并行处 理程序的能力还非常弱。 一味增加并行的处理单元是行不通的。并行计算机的发展历 史表明，并行粒度超过100以后，程序就很难写，能做到128 个以上的应用程序很少。CPU到了100个核以上后，现在并行 计算机系统遇到的问题，在CPU一样会存在。
演讲：赵伟赫 解答：刘祺 制作：白宇 段志蔚
——多核CPU的发展历程及应用
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前言
处理器的发展可谓日新月异，CPU对计算机性能的发挥起着至关重要的 作用，随着信息时代的到来，各层次的电脑用户对电脑的性能提出了更高的要求， 单核处理器已经不能满足人们日常工作生活所需。 双核和多核的出现和应用是必然的，从市场需要上看，双核和多核也是 符合市场需要的，处理器生产厂商也同时大力推广双核和多核处理器，从目前发 展形势上看，双核和多核处理器已经显露出自己无可比拟的优势，也得到了用户 的广泛信任和选购。未来的科技发展也寄予了双核和多核处理器更多的厚望。这 些都预示着双核以及多核处理器是未来市场主流处理器的发展趋势。
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80486系列CPU
80486是Intel公司 1989年推出的32位微处 理器，内部包括总线接口 部件、指令预取部件、指 令译码部件、控制和保护 测试单元部件、整数执行 部件、分段部件、分页部 件，以及浮点运算部件和 高速缓存（cache）管理 部件。
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1993年推出的全新一代的高 性能处理器Pentium
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必然性
上世纪八九十年代以来，推动微处理器 性能不断提高的因素主要有两个：半导体 工艺技术的飞速进步和体系结构的不断发 展。半导体工艺技术的每一次进步都为微 处理器体系结构的研究提出了新的问题， 开辟了新的领域；体系结构的进展又在半 导体工艺技术发展的基础上进一步提高了 微处理器的性能。这两个因素是相互影响， 相互促进的。 多核的出现是技术发展和应用需求的 必然产物。
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2001年：英特尔推出安腾 （Itanium）处理器
2003年：英特尔推出奔腾M （Pentium M）/赛扬 M （Celeron M）处理器
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多核出现的必然性
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概述
在一个芯片上建造多个CPU内核，而不是建造单个巨大 的CPU。这样就可以在较小的能耗下，让多个CPU共同工作， 提高整体性能。摩尔定律告诉我们芯片上的晶体管会以指数 增长，我们就能在一个芯片上建造越来越多的功能强大的 CPU内核，从而继续提高电脑的性能。 多核技术能够使服务器并行处理任务，此前，这可能需 要使用多个处理器，多核系统更易于扩充，并且能够在更纤 巧的外形中融入更强大的处理性能，这种外形所用的功耗更 低、计算功耗产生的热量更少。多核技术是处理器发展的必 然。
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多核处理器的技术关键
【同构】 --x86处理器
【异构】
--fusion处理器
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GPGPU与异构计算
从上世纪九十年代开始计算，GPU与CPU已在长达十余年的时间里一直 各司其职，保持井水不犯河水的状态。 但CPU单核性能的提高受到功耗，访存速度，设计复杂度等多重瓶颈的 制约，逐渐显露颓势。在这种状态下，GPU开始不甘于寄人篱下，尝试 提高自身的可编程性，接管一部分适合自己进行运算的应用。 后文为大家介绍Intel反击的最新产品K nights Landing.
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发展
为什么不能用单核的 设计达到用户对处理器性 能不断提高的要求呢？
答案是功耗问题限制了单核处理器 不断提高性能的发展途径。
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发展
作为计算机核心的处理器就是将输入的数字化的数据和 信息，进行加工和处理，然后将结果输出。假定计算机的其 他子系统不存在瓶颈的话，那么影响计算机性能高低的核心 部件就是处理器。反映在指令上就是处理器执行指令的效率。
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从单核到多核
计算机上不断涌现的新兴使 用模式让最终用户对处理器的 处理能力——即性能——提出 了更高的要求，并且对性能每 年提高的幅度还在不断加速， 而多核技术是目前行之有效的 方法。
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单核CPU系列
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8086微处理器
Intel 8086是一个由Intel于1978 年所设计的16位微处理器芯片，是 x86架构的鼻祖。它是以8080和 8085的设计为基础，拥有类似的寄存 器组，但是数据总线扩充为16位。 8086 CPU有20条地址线，可直接寻 址1MB的存储空间，每一个存储单元 可以存放一个字节（8位）二进制信息。