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貝斯特 2006-01-19 07:49 PM

雙核才問世多核多緒時代已在敲門
 
原始出處:http://taiwan.cnet.com/enterprise/te...0102734,00.htm


顏國偉撰  2005/11/29



近陣子「雙核Dual Core」話題不斷,除了AMD、Intel先後推出雙核版的Opteron、Athlon 64 X2、Xeon、Pentium D外,也衝擊IBM、Oracle、BEA、Microsoft、EMC/VMWare、Novell/SuSE等多家知名業者的軟體授權政策。

為何雙核會盛行?這除了Intel例行抄襲大型主機、高階UNIX系統的技術架構外,另一原因是時脈提升的障礙。Intel上一次遭遇瓶頸是在Pentium III時代,當時鋁製程的Pentium III難以突破1GHz,即便勉強突破了也付出了極大的代價(高耗電、熱燙、不穩),最後只好向IBM討教,取得IBM的銅製程技術授權,才得以跨越1GHz的障礙(AMD一開始也是向IBM請求銅製程授權,但因未談攏,最後轉向Motorola授權,不過AMD後續的SOI技術依然向IBM授權,相關授權合作也將持續。)這一次Intel遭遇的是瓶頸是難以突破4GHz,一直處於3.8GHz而難以更高。

不過這並非只是Intel的問題;即使IBM也只能在實驗室內讓Cell達4GHz,量產Cell時,仍為求穩定還是降至3.2GHz。對眾家處理器廠商而言,既然時脈難以再提升,只好改以增加處理核心數目的手法來持續增快效能。IBM於2000年就已經完成雙核工藝的POWER4處理器,2001年底推出使用POWER4處理器的伺服器:eServer p690,HP、Sun的雙核處理器及伺服器是在2004年初到位。 至於今年才推出雙核的AMD、Intel則是落後IBM近四年的時間。

Intel的未來展望規劃(Roadmap)中,包括Celeron、Itanium 2等也會有雙核版,幾乎Intel全系列的處理器(手持、嵌入較例外)都會跟進,AMD也同樣朝全面雙核化邁進,即便已知雙核版的Itanium 2無法趕在今年底發表,而必須再等待半年時間,但仍然是未來研發主流。

多核X緒時代

不過,雙核不僅不是「終極」還只是個「開端」。2003年Intel發表使用HyperThreading技術(簡稱HT,超執行緒)的Xeon,僅在原有裸晶(Die)上增加10%的電路面積,就可以獲得20%∼30%的效能提升,這大概是Intel少數的原創技術,而非來自抄襲,此技術一出立即成為其他CPU業者的抄仿對象,尤其以仍在持續發展POWER、SPARC的IBM、Sun最為積極,而此時雙核產品還衍生出單緒及雙緒的差別。

首先以IBM率先見賢思齊,在接替POWER4的POWER5上也使用類似HT的設計,但IBM稱這樣的技術為Simultaneous Multithreading,一個POWER5除了有兩個執行核心外,每個執行核心還有兩個執行緒,如此就成了雙核雙緒的處理器,而 intel Xeon with HT則是單核雙緒。類似的技術Sun則納入到原有的CMP理念中,稱為CMT。

到了今年AMD推出雙核Opteron、雙核Athlon 64(稱為Athlon 64 X2),由於AMD的處理器不具有雙緒能力,尚處於雙核單緒,至於Intel最近才推出的新款Xeon(研發代號Paxville)也具有雙核,但也包括過去的HT,與IBM POWER5一樣是雙核雙緒。此外IBM也在今年發表雙核版的PowerPC G5處理器,過去單核版稱為PowerPC970或PowerPC970FX(製程技術強化版),如今雙核後改稱PowerPC970MP,屬於雙核單緒。

多核、多緒時代即將展開

到此為止了嗎?技術是永無止境的。不像HP的雙核版PA-RISC--PA-8800/PA-8900確定不會有後續發展,改由Itanium 2接替,Sun推出雙核版的UltraSPARC-IV/IV+後,預計明年初就會有UltraSPARC V,從規格上來看,UltraSPARC V將會是個「可怖」的處理晶片,畢竟Sun的處理器研發團隊人數在全球僅次於Intel(約1,400多人),還勝過IBM、AMD。

就目前所知,UltraSPARC V擁有八核四緒(正式名稱為UltraSPARC T1),也就是同時間最多可以有32個執行緒在處理,而且,當某一個緒線(也有人反過來稱:線緒)工作完成後,後面若沒有其他的工作,也可以自動將排於其他緒線位置的待處理工作進行轉移,以維持平行緒線的整體利用效率,並更快完成工作。這點與IBM POWER5很類似。

相對的,Intel現有的CPU都不具有線緒工作機動轉移的能力,無論單核雙緒的Xeon還是雙核雙緒的Xeon都是如此。不能靈活調度緒線工作的結果,有時反而會讓工作效能減退(類似電影售票口,即便另一窗口比較少人或新加開窗口,也不准已在隊列的人離開,只有完全還沒排過隊的人可以去新窗口、較少人的窗口),這點已在雙顆實體Xeon(都具有HT)的電腦測試中得到證實。

不過,UltraSPARC V也有不完美之處,那就是運作時脈過低,僅1GHz,至多到1.2GHz(視製程良率而定,Sun是交付給TI代工生產),然而32緒x1GHz的結果也是相當可觀,而UltraSPARC的下一版:Rock(研發代號)更是鎖定同時最高達64緒。所以筆者必須說:多核多緒的時代即將展開!


Intel, AMD等加入全面雙核化以及IBM, Sun持續研發多核產品,開敨了多核多緒的時代,不過卻也引發新的問題,即軟體如何授權。

新興議題:軟體授權

但是,多核多緒很快又要將軟體授權方案形成衝擊。雙核並不表示效能就是比單核多一倍,事實上以AMD的說法,相同時脈下,雙核Opteron僅比單核多出30∼55%的效能,過去雙顆單核的系統反而能有70%的效能,也就是說,雙顆單核的伺服器,效能是傳統單顆單核的1.7倍,但是單顆雙核則只有1.3∼1.55倍,這是因為雙核共享同一組FSB(Front Side Bus,前端匯流排)之故,以致效能折損,但兩顆單核則有兩組FSB。

也因為單顆雙核不等於兩顆單核,所以BEA、Oracle才會調整授權策略。但是不同的雙核處理器又有不同的設計,較良善的設計確實更接近2倍的效能,IBM也是因此堅持雙核POWER4/5要收取雙顆處理器的授權。

至於雙緒、多緒,雖然也具有加速效果,但因為緒的加速不如核(作業系統中,Task > Process > Thread),所以通常不影響軟體授權,但是面對八核四緒的UltraSPARC V又該如何計費?當成8顆?6.35顆?還是7.11顆?著實又要傷一番腦筋。

筆者認為,最可能的作法是採行公用運算概念的用量計費,以每核使用時間來收費。Sun目前即有每顆Opteron使用一小時收取一美元的運算租用法。不過不同架構的CPU,每小時能夠貢獻的效能也有差異,不同的作業系統也有不同的效能發揮,不能一概而論,總而言之只會讓事情愈來愈複雜,或者愈來愈簡化(既然難以細估,乾脆概算,付年費隨便用,或其他的概略計法)。

此外,現在Java程式、.Net程式愈來愈多,這兩種程式本就原生支援多緒執行,反而是更早的是C++是採變通方式(用API提供多緒能力,並在撰寫程式時呼叫API)支援多緒執行,且用C++撰寫的機會愈來愈少,就連多數的學校也從過去教授C++而改教Java。

所以,執行Java、.Net的軟體更能與多核多緒晶片相應相合,如何是過去的MS-Office 95,由於是以單核單緒方式撰寫成(當時的背景所致,PC十多年來都是單核單緒的執行環境),那麼無論在多少緒、多少核的系統上執行都無法獲得加速效果,永遠是單核單緒的緩步執行,過去許多單機版遊戲也都是如此。

自此我們可以說,多核多緒無論軟體、硬體都到了水到渠成的一刻。

陸奧鬼 2006-01-19 10:43 PM

感謝告知新的消息∼∼^^

a471 2006-01-20 01:09 AM

看看就好啦~不變的是騙白吃的作法...就像我於1996年騙凱子爹買P-233MMX
意思差不多...簡單說就是一顆變不出花樣了才搞兩顆充數...

a471 2006-05-22 10:33 AM

引用:

作者: 特務生涯
請教A大或其他大大們
目前電腦量飯店有賣的Intel Pentium D 3.4GHz CPU
我看到CPU價目表上有寫雙核心
但它是雙緒的嗎

P-EE(如955)才支援HT(超執行序)也就是雙核雙緒..

a471 2006-05-22 03:41 PM

引用:

作者: 特務生涯
P-EE在3C量販店好像沒有列入價目表
目前都是P-D
這麼說來
目前的P-D都只是雙核單緒囉

沒錯!~因為INTEL要一魚兩吃..:ddrf567h:

ronbaby 2006-05-26 10:09 AM

看看就好... 我們用不到
伺服器才用得到啦...
我們比較用得到的我覺得是 MCE 及64BIT OS


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