诸多弊病 谈英特尔双核的早产
2005-11-21 16:22:00 文/姑苏飘雪 出处：天极网
在斯坦福大学举行的Hot Chips大会上，Intel的一位工程师坦言，Intel的第一款双核心Pentium D处理器的设计其实颇为草率，公司很快推出该产品更多的是为了抢在竞争对手AMD之前进入双核心时代。
Intel数位企业部首席工程师Jonathan Douglas表示，在意识到单核心处理器正面临发展困境之后，Intel在2004年匆忙地设计了双核心Smithfield处理器。Douglas承认，设计团队的精力在从高端单核心处理器转移到双核处理器的过程中遇到了许多挑战。Intel无法在很短的时间内为双核心处理器设计出全新的内存总线，因此只好沿用了原先Pentium 4的总线架构。这种架构可以应付两个独立的单核心处理器，但其执行效率远远不如Paxville处理器的两条独立总线，也不如AMD处理器中集成的内存控制器。
同时，Intel的测试工具和工艺一直都是针对单核心处理器而设计的，因此公司不得不仓促间准备了一套新的双核心处理器测试工艺。此外，工程师们还不得不重新设计Pentium D的封装，把两块芯片放在单独的一个封装内，就像未来的Presler那样，但设计团队根本没有足够的时间进行这项工作，因此便把两个Pentium 4核心紧密地集成在了一块硅片上从而构成了Pentium D，由此也引发了一些问题，比如两个核心间的逻辑协调无法保持平衡，信号传输也无法达到理想状态。同时，Intel不得不在处理器内设计了一种热敏二极管，以便监控两个高速处理器核心的温度。
结论：面对AMD全系列双核心处理器的大兵压进，Intel似乎没有什么好的解决办法。不但双核心XEON迟迟没有露面，就连桌面版的Pentium D也曝出了双核心发布太草率的报告。
英特尔主管台式和服务器处理器的首席工程师乔纳森－道格拉斯在英特尔奔腾D 800的发布会上称，在2004年英特尔意识到其单核心处理器因发热量大而广受批评时，便轻率地投入到代号Smithfield的双核处理器设计当中去，但是却遇到很多意想不到的问题。“我们的设计团队需要将设计重点从设计高性能的单核处理器转换到设计多核处理器上，将面临很多问题。”
落后的总线设计
英特尔的内存总线，或者称为前端总线，是处理器和内存之间互相通信的线路系统。因为时间紧迫，英特尔没有为双核处理器设计新的内存总线，于是就将过去奔腾4处理器的总线设计搬过来。虽然旧的总线可以支持双核处理器，但是它的效能无法与英特尔即将发布的拥有两条独立总线通道的Paxville服务器处理器相提并论，也比不上AMD处理器内置的内存控制器。
以前英特尔都将全部的注意力都集中在单核处理器上面，结果转到双核处理器设计时，为了使两个核心可以互相通信，只能仓促设计出一个架构来解决问题。
另外，工程师们不得不重新为双核的奔腾D处理器设计封装，将两个核心设计在原来尺寸的封装内，就好像现在让我们穿读中学时的裤子那样困难。
另一套完善的设计方案
英特尔已经为两个核心封装在一起设计了另一个比较完善的方案，例如未来发布的台式处理器Presler就使用了新的设计方案，但是英特尔的设计团队来不及将它应用于Smithfield核心上去。
同时奔腾D处理器将两个奔腾4处理核心紧密地整合在一个封装内的设计产生很多问题，因为这两个核心要互相通信，就必须再设计一些电路，让它们可以互相通信。但是原本已经很拥挤的封装设计再设计一些电路进去，困难是可想而知的，但是这些困难都必须解决。此外英特尔也需要设计特殊的二极管线路，使这两个高速核心发出的热量尽可能地低。
美国加州科技杂志《Microprocessor Report》主编凯文－克鲁表示，英特尔首款双内核处理器的设计时间很短，只用了9个月时间，而按照英特尔的惯例，一款处理器的设计通常需要数年的时间。可见英特尔是为了应对来自AMD方面的竞争才仓促设计这款双核心处理器的。虽然英特尔仓促推出smithfield处理器，但是总算开创了进入双核心处理器的新纪元。设计上虽然不是太完善，但这只是英特尔的一个权宜之计，而且它推出之后在用户中的反应还不错。
与时间竞赛
英特尔终于认识到靠提高单处理器的频率来提升性能的方法会有大量的功耗产生，最终将使处理器不被用户所接受，所以在04年5月公开表示将全力发展Smithfield双核处理器，同时取消了两款单核处理器的发展计划。
而同时，AMD也大力发展双核心处理器，并于今年4月发布了其内置双核服务器处理器Opteron，其发布日期仅仅比英特尔发布Smithfield处理器的日期迟几天。
道格拉斯称，英特尔全力发展Smithfield处理器的一个重要原因是迫于AMD的竞争，“我们需要对竞争对手的行动作出回应，而且我们已经落后于对手了”。
此外，英特尔将继续完善基于Smithfield核心的服务器处理器Paxville的设计。据称设计Paxville处理器时候是采用两条独立的前端总线设计，这样可以提高处理器的效能。同时，Paxville采用了改进后的封装技术，其发热量将大大减少。
虽然英特尔一开始打算在2006年才发布Paxville处理器，但是上周一英特尔公开表示将在今年年底发布Paxville处理器。而另一款代号为Dempsey的双核服务器处理器，将会在06年第一季发布。
道格拉斯称，英特尔还将面临更多的挑战，例如Opteron和Cell处理器的竞争，它们都采用了先进的点对点总线技术和整合的内存控制器技术，这些技术将极大提高处理器性能。但是同时这样的设计也有一个弊端，就是要设计大量的处理器针脚来传输电流，必然导致其成品率的降低。
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