從技術(shù)上來說，單處理器的已經(jīng)不能滿足日益增長的對性能的要求了。多核處理器以其高性能、低功耗優(yōu)勢正逐步取代傳統(tǒng)的單處理器成為市場的主流。多核處理器也稱為片上多處理器（chip multi-processor，CMP），或單芯片多處理器。自1996年美國斯坦福大學(xué)首次提出片上多處理器（CMP）思想和多核結(jié)構(gòu)原型，到2001年mM推出個商用多核處理器POWER4，再到2005年Intel和AMD多核處理器的大規(guī)模應(yīng)用，到現(xiàn)在多核成為市場主流，多核處理器經(jīng)歷了十幾年的發(fā)展。在這個過程中，多核處理器的應(yīng)用范圍已覆蓋了多媒體計算、嵌入式設(shè)備、個人計算機(jī)、商用服務(wù)器和高性能計算機(jī)等眾多領(lǐng)域，多核技術(shù)及其相關(guān)研究也迅速發(fā)展，比如多核結(jié)構(gòu)設(shè)計方法、片上互連技術(shù)、可重構(gòu)技術(shù)、下一代眾核技術(shù)等。然而，多核處理器的技術(shù)并未成熟，多核的潛力尚未完全挖掘，仍然存在許多待研究的問題。

　　多內(nèi)核是指在一枚處理器中集成兩個或多個完整的計算引擎（內(nèi)核），多核處理器是單枚芯片（也稱為“硅核”），能夠直接插入單一的處理器插槽中，但操作系統(tǒng)會利用所有相關(guān)的資源，將它的每個執(zhí)行內(nèi)核作為分立的邏輯處理器。通過在兩個執(zhí)行內(nèi)核之間劃分任務(wù)，多核處理器可在特定的時鐘周期內(nèi)執(zhí)行更多任務(wù)。

　　多核技術(shù)能夠使服務(wù)器并行處理任務(wù)，多核系統(tǒng)更易于擴(kuò)充，并且能夠在更纖巧的外形中融入更強(qiáng)大的處理性能，這種外形所用的功耗更低、計算功耗產(chǎn)生的熱量更少。多核架構(gòu)能夠使目前的軟件更出色地運行，并創(chuàng)建一個促進(jìn)未來的軟件編寫更趨完善的架構(gòu)。盡管認(rèn)真的軟件廠商還在探索全新的軟件并發(fā)處理模式，隨著向多核處理器的移植，現(xiàn)有軟件無需被修改就可支持多核平臺。

　　在整體結(jié)構(gòu)設(shè)計上多核處理器與傳統(tǒng)的單處理器相比，多核內(nèi)部結(jié)構(gòu)沒有固定的組織形式，可以有很多種實現(xiàn)方式。各個研究機(jī)構(gòu)和廠商根據(jù)自己的應(yīng)用目標(biāo)設(shè)計出結(jié)構(gòu)完全不同的多核結(jié)構(gòu)。雖然如此，但在已有的多核處理器中仍存在幾種比較典型的結(jié)構(gòu)，它們分別代表了多核處理器結(jié)構(gòu)中的某一類特點，而Hydra、Cell和RAW處理器就是3種典型的結(jié)構(gòu)。

　　操作系統(tǒng)專為充分利用多個處理器而設(shè)計，且無需修改就可運行。為了充分利用多核技術(shù)，應(yīng)用開發(fā)人員需要在程序設(shè)計中融入更多思路，但設(shè)計流程與目前對稱多處理系統(tǒng)的設(shè)計流程相同，并且現(xiàn)有的單線程應(yīng)用也將繼續(xù)運行。得益于線程技術(shù)的應(yīng)用在多核處理器上運行時將顯示出卓越的性能可擴(kuò)充性，此類軟件包括多媒體應(yīng)用、工程和其他技術(shù)計算應(yīng)用以及諸如應(yīng)用服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫等中間層與后層服務(wù)器應(yīng)用。

　　多核處理器主要具有以下幾個顯著的優(yōu)點：

　　控制邏輯簡單：相對超標(biāo)量微處理器結(jié)構(gòu)和超長指令字結(jié)構(gòu)而言，單芯片多處理器結(jié)構(gòu)的控制邏輯復(fù)雜性要明顯低很多。相應(yīng)的單芯片多處理器的硬件實現(xiàn)必然要簡單得多。

　　高主頻：由于單芯片多處理器結(jié)構(gòu)的控制邏輯相對簡單，包含極少的全局信號，因此線延遲對其影響比較小，因此，在同等工藝條件下，單芯片多處理器的硬件實現(xiàn)要獲得比超標(biāo)量微處理器和超長指令字微處理器更高的工作頻率。

　　低通信延遲：由于多個處理器集成在一塊芯片上，且采用共享Cache或者內(nèi)存的方式，多線程的通信延遲會明顯降低，這樣也對存儲系統(tǒng)提出了更高的要求。

　　低功耗：通過動態(tài)調(diào)節(jié)電壓/頻率、負(fù)載優(yōu)化分布等，可有效降低CMP功耗。

　　設(shè)計和驗證周期短：微處理器廠商一般采用現(xiàn)有的成熟單核處理器作為處理器，從而可縮短設(shè)計和驗證周期，節(jié)省研發(fā)成本。

　　多核技術(shù)應(yīng)用前景

　　隨著操作系統(tǒng)及應(yīng)用軟件對多核處理器的進(jìn)一步支持及優(yōu)化、芯片制造工藝的成熟、AMD及Intel為代表的低功耗技術(shù)的發(fā)展、芯片級虛擬化技術(shù)的成熟等諸多因素，將推動服務(wù)器處理器多核化趨勢的進(jìn)一步彰顯。多核技術(shù)將成為服務(wù)器技術(shù)的重要技術(shù)支點，更多的多核服務(wù)器處理器將在07年內(nèi)登場，包括Intel和安騰、AMD的4核Opteron、Sun的UltraSPARC和Negara八核T1芯片、IBM的Cell和Power5多核、HP的PA-RISC多核、使得整個市場充斥著各種多核的技術(shù)。此外，國內(nèi)的龍芯3也是專門面向服務(wù)器系統(tǒng)的CPU，目前也在進(jìn)行多核的研發(fā)，國內(nèi)廠商曙光將在其新品中搭栽龍芯多核處理器。

　　隨著英特爾酷睿2雙核處理器的正式發(fā)布，誘人的莫過于酷睿2雙核處理器所帶來的前所未有的強(qiáng)大性能，性能發(fā)揮到的同時，功耗也得到很好的控制，桌面級的酷睿2雙核E6000系列處理器的熱設(shè)計功耗（TDP）只有65W，遠(yuǎn)低于Prescott接近100W的TDP。在移動處理器上即將迎來的是Merom，Merom與如今大紅大紫的Conroe一樣，都采用Intel的Core架構(gòu)。而AMD發(fā)布雙核64位Athlon，統(tǒng)稱Athlon 64 2x，用于支持桌面系統(tǒng)和筆記本系統(tǒng)；AMD還表示有可能推出桌面多核處理器，用于游戲市場，前提是游戲市場推出可利用多核功能的游戲。

　　AMD嵌入式處理器采用AMD64長效保修計劃，保證至少五年之處理器供應(yīng)時間，且增加兩款以AMD行動產(chǎn)品為基礎(chǔ)的低功耗處理器。分別為Mobile AMD Sempron 3500+處理器，以及AMD Turion 64 X2 TL-52雙行動運算技術(shù)。此兩款處理器的發(fā)表提供設(shè)計工程師在系統(tǒng)開發(fā)上新的選擇，并且?guī)Ыo顧客性能與較低持有成本。

　　從目前來看，多核處理器的推廣還受到一定程度的限制，如一些桌面應(yīng)用尚不支持多線程、多核處理器價格相對偏高、應(yīng)用開發(fā)工具不成熟等。隨著應(yīng)用需求的擴(kuò)大和技術(shù)的不斷進(jìn)步，多核必將展示出其強(qiáng)大的性能優(yōu)勢。但是多核處理器是處理器發(fā)展的必然趨勢，無論是移動與嵌入式應(yīng)用、桌面應(yīng)用還是服務(wù)器應(yīng)用，都將采用多核的架構(gòu)，因此我們可以肯定地說：多核技術(shù)應(yīng)用前景廣闊。