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旧事重提,1971年第一块4004处理器诞生距今已近40年,处理器由740kHz提升至1GHz用了29年,由1GHz提升至3GHz用了2年,而至今还在3GHz左右止步不前。虽然频率止步,但处理器的性能提升却没有停步,一来靠的是架构的不断进步,二来靠的是核心数量的增加。
小知识 多核心处理器是怎么出现的?
多核心,也指单芯片多处理器(Chip multiprocessors,简称CMP)。是由美国斯坦福大学提出的,其思想是将大规模并行处理器中的对称多处理器(SMP)集成到同一芯片内,各个处理器并行执行不同的线程。与单芯片多处理器比较,对称多处理器结构的灵活性比较突出。但是,当半导体工艺进入0.18微米以后,要求微处理器的设计通过划分许多规模更小、局部性更好的基本单元结构来进行。相比之下,由于单芯片多处理器结构已经被划分成多个处理器核来设计,每个核都比较简单,有利于优化设计,因此更有发展前途。
大事记
GHz时代
2000年,AMD 雷鸟首次突破1GHz;
2001年,Northwood核心的英特尔奔腾4主频达到2GHz;
2002年,奔腾4的主频再次突破3GHz大关;
2003年,速龙64发布桌面64位时代开始;
2005年,奔腾4D、速龙×2在2005年同时发布——双核时代开始;
2006年,英特尔酷睿双核发布,宣布笔记本进入双核时代;
2006年,英特尔发布酷睿2四核,多核时代开启;
2008年,英特尔发布酷睿i7,具有超线程技术的i7具有8个线程;
2010年,英特尔发布酷睿i7-980x,6核心12线程具备了准群核的实力
接下来,我们将进入群核时代
2010年下半年,英特尔计划推出8核16线程的i7八核
2011年,AMD推出新架构8核、12核心处理器
以前古老的DOS操作系统是单任务的,还没有线程的概念,系统在每次只能做一件事情。比如你在拷贝东西的时候不能重命名。为了提高系统的利用效率,采用批处理排着队来批量执行任务。而这样的运行方式就叫做单任务。
而现在的操作系统都是多任务操作系统,每个运行的任务就是操作系统所做的一件事情,比如你在听歌的同时还在用QQ聊天。听歌和聊天就是两个任务,这个两个任务是“同时”进行的。在我们只有一颗单核单线程的处理器时,它究竟是如何让多个任务运行起来的呢?其中包含的原由分为两种,分时式和抢占式。顾名思义,分时式就是轮流使用CPU;而抢占式就是根据优先级别获取使用权。用一句话来说,虽然操作系统是多任务的,但单核心单线程处理器同一个时刻只能做一件事。
小知识 线程和核心的关系
通常来讲一个核心仅包含一个线程,也就是说同一时间只能干一件事情。但超线程技术(也叫做同步多线程)解决了这个难题,通过对处理器空闲单元的合理分配,模拟了出两个内核运作,那么这个处理器就是单核心双线程的处理器。
而双核的到来不但解决了处理器频率提升瓶颈的问题,更是让操作系统有了真正多任务的能力。虽然很多时候还会用到分时和抢占,但相比单核单线程的处理器有了质的提升。
四核,多任务领域的黄金分割点
仅仅双核出现后一年的2006年,四核也迅速的出现在我们眼前。“双核已经够用了,四核是性能过剩”在那时也是最常见到的言论。确实直到现在看起来双核的处理器确实满足了大多数用户的需要。而在相同的热设计功耗(TPD,Thermal Design Power)下,双核能达到的频率会更高。比如英特尔自家的Q8300、E8400之争就从未停止过。但被所有人认同的是四核处理器确实为多任务提供了更加充裕的资源。并且在使用支持多线程的软件时确实提升明显。
CFan美编:我每天要同时开启Photoshop、InDesign、QQ、IE、Word等等超多的软件。双核?双核用起来太勉强了,不过还能凑合,我觉得四核才能满足流畅工作的需要。
网游玩家Orpheus:身为一个宅男我笑而不语,虽然网游支持四核CPU的极少,但是起码我玩的魔兽世界和多款网游至少是支持双核的。当然这不代表我是一个双核用户。理由很简单,我需要多开,至少多数时候是双开……
CT:好吧,你们不用看着我,我不就是在加班的时候写写稿子、看看网页、顺便听听相声、打打游戏吗?嘘!千万表让主编知道。虽然我的本本是双核的,但台式机可以如假包换的Q8300处理器。谁让咱忙呢,只能把工作娱乐(可能还有学习)放在一块来做。
我们就近采访的几个对电脑虐待比较严重的用户,从他们的日常应用中我们可以看出,四核处理器对于他们还是有很大帮助。据国外一份专业分析中我们得知,桌面领域51.8%应每个用户平均使用进程为3条,31.6%为4条。那么至少现在看来四核处理器正式核心数量的一个黄金分割点,就如同停步在3GHz的主频、如同经典的104按键。
群核的路,是福还是祸?
随着两个巨头——英特尔和AMD把目光转向6核、8核甚至是12核。从初期测试中我们惊奇的发现,相比双核到四核的提升,这次核心数量翻倍带来的性能增长与我们想象中相去甚远。相比价格的天价,在大多数日常应用、游戏中性能提升几乎为0……
小提示 单核、多核、群核
我们一般把单核单线程的处理器称为单核,把2～6核称之为多核,6核以上称为群核,而i7-980x具有6核12线程,基本上可以当做准群核来对待。
前面我们已经说到,由于绝大多数用户使用电脑时进程数为3条～4条,那么群核相比多核在多任务上并不占据明显优势。而在多线程软件的支持上双核>四核>群核,相比翻倍的核心数量、多倍以上的价格,性能的提高更是不成正比。
失去了多任务的优势,软件的优化不明显,单核提升几乎没有……请问这样的群核是我们需要的吗?答案很简单,我们不需要!至少在Windows 7占据市场的年代(线程数量不多),软件优化较少的现在我们不需要。
小知识 多核心处理器是怎么出现的?
多核心,也指单芯片多处理器(Chip multiprocessors,简称CMP)。是由美国斯坦福大学提出的,其思想是将大规模并行处理器中的对称多处理器(SMP)集成到同一芯片内,各个处理器并行执行不同的线程。与单芯片多处理器比较,对称多处理器结构的灵活性比较突出。但是,当半导体工艺进入0.18微米以后,要求微处理器的设计通过划分许多规模更小、局部性更好的基本单元结构来进行。相比之下,由于单芯片多处理器结构已经被划分成多个处理器核来设计,每个核都比较简单,有利于优化设计,因此更有发展前途。
大事记
GHz时代
2000年,AMD 雷鸟首次突破1GHz;
2001年,Northwood核心的英特尔奔腾4主频达到2GHz;
2002年,奔腾4的主频再次突破3GHz大关;
2003年,速龙64发布桌面64位时代开始;
2005年,奔腾4D、速龙×2在2005年同时发布——双核时代开始;
2006年,英特尔酷睿双核发布,宣布笔记本进入双核时代;
2006年,英特尔发布酷睿2四核,多核时代开启;
2008年,英特尔发布酷睿i7,具有超线程技术的i7具有8个线程;
2010年,英特尔发布酷睿i7-980x,6核心12线程具备了准群核的实力
接下来,我们将进入群核时代
2010年下半年,英特尔计划推出8核16线程的i7八核
2011年,AMD推出新架构8核、12核心处理器
以前古老的DOS操作系统是单任务的,还没有线程的概念,系统在每次只能做一件事情。比如你在拷贝东西的时候不能重命名。为了提高系统的利用效率,采用批处理排着队来批量执行任务。而这样的运行方式就叫做单任务。
而现在的操作系统都是多任务操作系统,每个运行的任务就是操作系统所做的一件事情,比如你在听歌的同时还在用QQ聊天。听歌和聊天就是两个任务,这个两个任务是“同时”进行的。在我们只有一颗单核单线程的处理器时,它究竟是如何让多个任务运行起来的呢?其中包含的原由分为两种,分时式和抢占式。顾名思义,分时式就是轮流使用CPU;而抢占式就是根据优先级别获取使用权。用一句话来说,虽然操作系统是多任务的,但单核心单线程处理器同一个时刻只能做一件事。
小知识 线程和核心的关系
通常来讲一个核心仅包含一个线程,也就是说同一时间只能干一件事情。但超线程技术(也叫做同步多线程)解决了这个难题,通过对处理器空闲单元的合理分配,模拟了出两个内核运作,那么这个处理器就是单核心双线程的处理器。
而双核的到来不但解决了处理器频率提升瓶颈的问题,更是让操作系统有了真正多任务的能力。虽然很多时候还会用到分时和抢占,但相比单核单线程的处理器有了质的提升。
四核,多任务领域的黄金分割点
仅仅双核出现后一年的2006年,四核也迅速的出现在我们眼前。“双核已经够用了,四核是性能过剩”在那时也是最常见到的言论。确实直到现在看起来双核的处理器确实满足了大多数用户的需要。而在相同的热设计功耗(TPD,Thermal Design Power)下,双核能达到的频率会更高。比如英特尔自家的Q8300、E8400之争就从未停止过。但被所有人认同的是四核处理器确实为多任务提供了更加充裕的资源。并且在使用支持多线程的软件时确实提升明显。
CFan美编:我每天要同时开启Photoshop、InDesign、QQ、IE、Word等等超多的软件。双核?双核用起来太勉强了,不过还能凑合,我觉得四核才能满足流畅工作的需要。
网游玩家Orpheus:身为一个宅男我笑而不语,虽然网游支持四核CPU的极少,但是起码我玩的魔兽世界和多款网游至少是支持双核的。当然这不代表我是一个双核用户。理由很简单,我需要多开,至少多数时候是双开……
CT:好吧,你们不用看着我,我不就是在加班的时候写写稿子、看看网页、顺便听听相声、打打游戏吗?嘘!千万表让主编知道。虽然我的本本是双核的,但台式机可以如假包换的Q8300处理器。谁让咱忙呢,只能把工作娱乐(可能还有学习)放在一块来做。
我们就近采访的几个对电脑虐待比较严重的用户,从他们的日常应用中我们可以看出,四核处理器对于他们还是有很大帮助。据国外一份专业分析中我们得知,桌面领域51.8%应每个用户平均使用进程为3条,31.6%为4条。那么至少现在看来四核处理器正式核心数量的一个黄金分割点,就如同停步在3GHz的主频、如同经典的104按键。
群核的路,是福还是祸?
随着两个巨头——英特尔和AMD把目光转向6核、8核甚至是12核。从初期测试中我们惊奇的发现,相比双核到四核的提升,这次核心数量翻倍带来的性能增长与我们想象中相去甚远。相比价格的天价,在大多数日常应用、游戏中性能提升几乎为0……
小提示 单核、多核、群核
我们一般把单核单线程的处理器称为单核,把2～6核称之为多核,6核以上称为群核,而i7-980x具有6核12线程,基本上可以当做准群核来对待。
前面我们已经说到,由于绝大多数用户使用电脑时进程数为3条～4条,那么群核相比多核在多任务上并不占据明显优势。而在多线程软件的支持上双核>四核>群核,相比翻倍的核心数量、多倍以上的价格,性能的提高更是不成正比。
失去了多任务的优势,软件的优化不明显,单核提升几乎没有……请问这样的群核是我们需要的吗?答案很简单,我们不需要!至少在Windows 7占据市场的年代(线程数量不多),软件优化较少的现在我们不需要。