基本介紹
- 中文名：四核處理器
- 類別：數據處理器
- 適用範圍：計算機
- 相關行業：IT
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基本含義
四核CPU實際上是將兩個Conroe雙核處理器封裝在一起，英特爾可以藉此提高處理器成品率，因為如果四核處理器中如果有任何一個缺陷，都能夠讓整個處理器報廢。Core 2 Extreme QX6700在WindowsXP系統下被視作四顆CPU，但是分屬兩組核心的兩顆4MB的二級快取並不能夠直接互訪，影響執行效率。Core 2 Extreme QX6700功耗130W，在多任務及多媒體套用中性能提升顯著，但是尚缺乏足夠的套用軟體支持。
四核處理器是企業內伺服器的理想選擇，因為大多數數據中心內都是多執行緒軟體，四核可以充分發揮其優勢。四核為同時運行多種任務、創建數字內容提供了很好的性能保障，但除了遊戲機、高端模型機，桌面電腦幾乎不需要四核。無論是Intel還是AMD都已經對筆記本電腦發布了四核處理器。然而調查發現，筆記本用戶更期待的是更大容量的電池和低功耗而不是多核。由於虛擬化已經越來越重要並且得到更多的套用，因而需要四核來支持運行一個系統上的多負載或者一個伺服器上的多重套用和多個作業系統。由於四核的存在一個伺服器上得以有更多的核，從而減少了數據中心所需要的伺服器數量。
發展過程
Intel於2005年5月，發布了全球第一款桌面級雙核處理器Pentium D，對雙核電腦的普及貢獻很大。2006年7月，酷睿2處理器發布，以高性能低功耗再度問鼎桌面雙核處理器之巔。在處理器行業，Core2是一款非常成功的產品，也讓酷睿這個名字家喻戶曉，只不過在人們還在為Intel已有的成績喝彩的時候，在11月2日，Intel四核處理器正式發布，在與AMD的賽跑中，Intel又一次跑在了前面。
Conroe核心來源於PIII的P6架構，結合Netburst優點。特點是大快取、短流水線、低功耗、低漏電、高性能。Intel說將功耗降低40%的同時性能提升40%，這點已得到許多評測的證實。
Kentsfield依然基於Core微架構，擁有包括Wide Dynamic Execution（寬區動態執行技術）、Intelligent Power Capability（智慧型功率管理能力）、Advanced Smart Cache（高級智慧型高速快取）、Smart Memory Access （智慧型記憶體訪問技術）以及Advanced Digital Media Boost（高級數字媒體增強技術）在內的五項創新技術，支持Intel的VT虛擬技術、EMT64和防病毒技術等，不支持超執行緒。將首先上市的Core2 Extreme QX6700，核心頻率為2.66GHz（266x10)、內建4MB x 2 L2 Cache，FSB為1066MHz。每千顆定價為999美元，主要針對高端用戶。
面向台式機的英特爾 酷睿™2 四核處理器採用強大的多核技術，能有效處理密集計算和虛擬化工作負載。最新型英特爾酷睿2 四核處理器基於 45 納米英特爾酷睿™ 微體系結構，具有速度快、溫度低、噪音小的優點，可滿足下一代高執行緒套用的頻寬需求，是台式機和工作站的理想選擇。此外，利用可選英特爾博銳™ 處理器技術，可以通過無線方式在防火牆以外遠程隔離、診斷和修復受感染的台式機和移動工作站，即使遠程電腦處於關機狀態，或作業系統無法回響。面向台式機的英特爾酷睿2 四核處理器擁有四枚處理核心、12MB 共享二級高速快取和 1333 MHz 前端匯流排，可通過 45納米英特爾酷睿™ 微體系結構的全新鉿基電路，提供超凡卓越的性能和能效表現。
四核特性
全新
無論是進行編碼、渲染、編輯，還是處理高清晰度多媒體內容，無論您坐在辦公室內還是出門在外，採用英特爾酷睿™2 四核處理器的台式機和筆記本電腦都能輕鬆處理您最複雜的套用。此外，還能藉助這些處理器體驗到出色的內置英特爾技術：
寬位動態執行
英特爾寬位動態執行技術， 每時鐘周期可提交更多的指令，從而節省執行時間並提高能效
智慧型功效管理
英特爾智慧型功效管理 ， 旨在提供更高的能效性能
智慧型記憶體訪問
英特爾智慧型記憶體訪問， 通過最佳化可用數據頻寬的使用率來提高系統性能
更大容量
更大容量的英特爾英特爾智慧型高速快取技術，為多核處理器進行專門最佳化，擁有更高的性能和更高效的快取子系統。
高級數字媒體增強
虛擬化技術
英特爾虛擬化技術（英特爾 VT）;，可提供更高的安全性、可管理性和利用率。
四核優勢
特點
四核Clovertown核心處理器同樣採用酷睿微體系架構，可以把Clovertown核心簡單理解成為兩個Woodcrest雙核心的結合，採用這種架構具體優勢表現在：伺服器可以更快速、更低的功耗運行，創新技術可以保證系統安全穩定的運行，同時還可以為企業節省大筆開支。 根據英特爾的資料顯示：Core微架構擁有雙核心、64bit指令集、4發射的超標量體系結構和亂序執行機制等技術，支持36bit的物理定址和48bit的虛擬記憶體定址，支持包括SSE4在內的Intel所有擴展指令集。Core微架構的每個核心擁有32KB的一級指令快取、32KB的雙連線埠一級數據快取，2個核心共同擁有4MB共享式二級快取。而在將來，英特爾很可能會對Core進行改良，以支持多核處理器的快速發展。在技術方面有如下幾點提升：英特爾寬位動態執行技術、英特爾高級智慧型高速快取、英特爾智慧型記憶體訪問、英特爾智慧型功率管理技術。通過這些技術可以讓四核處理器的性能大幅提升。官方提供的Sunguard軟體模擬測試中，雙核平台5120處理器用了22.83秒，升級到四核後，新平台完成該項測試僅花了14.33秒。四核處理器完成用時僅15秒，雙核處理器用時為23秒，處理方面時間快了8秒，性能提高53%，Clovertown處理器在性能再次得到了證明。
低功耗
一般來說，核心越多功耗也就越多的說法是正確的。首先四核處理器需要集成更多的電晶體數量，傳統90納米製成的Prescott核心電晶體總數是1億2500萬個，最新的Woodcrest雙核心處理器電晶體規模將突破3億個，顯然傳統的90納米製成是無法滿足四核所需要的電晶體數量的，因此Intel新一代的四核處理器必須採用65納米製成生產。
除此之外，採用90納米製程的處理器泄漏電流現象嚴重，這直接導致了處理器的功耗過高，所謂泄漏電流也就是指電晶體不管導通還是截止(開關)，均有電流流動。要想減少電流的流失，就必須提高電子遷移率，或者減少泄漏電流通道等泄漏電流降低技術的生產線，這些必須要藉助65nm技術才能完成。不僅如此，Intel在新一代的處理器中都內建省電機制，也就是SpeedStep技術，在專業產品中加上DBS（Demand-Based Switching，依需求切換）技術。總體來看CPU省電的功能也是用類似的方式運作，這需要主機板BIOS與 作業系統及處理器驅動程式的支持。驅動程式會監督系統工作的負載情況，當工作需求低時，處理器會自動降低核心頻率與作業電壓，當作業系統需要更多效能時，頻率就會增加。英特爾的提供SpeedStep技術只有二個頻率等級：最大與SpeedStep速度。
與雙核心繫統相比，四核計算機在高負載情況下的耗電與熱度要略高一些，但在正常情況下大多數四核處理器的功耗要低於雙核處理器的功耗，並且獲得較高的性能提升。舉一個例子：同樣為1.86GHz主頻的三顆至強處理器，分別是雙核Xeon5120功耗65瓦特、四核E5320功耗80瓦特、L5320功耗是50瓦特，相比較來看四核系統溫度與耗電會增加15～20%，同時工作負載的處理時間減少15～40%，當需求減少後，計算機可以更快返回低耗電模式，此狀態下的耗電只比雙核心多出一些，而雙核心會在較高耗電狀態下保持較長的時間。如果是長期使用四核處理器將為用戶節約更多的電能。
Intel虛擬化技術(Intel Virtualization Technology)是Intel所設計和製造矽晶片技術的頂級元素之一，其中提供嶄新且進一步增強的計算機運算技術，可以為家庭用戶、商業用戶以及信息管理人員實現更多的優勢。
在市場上用戶可以使用到的技術包括：Intel超執行緒(HT)技術和Intel EMT64位擴展技術；在今後按照規劃Intel還將推出主動管理技術(Intel Active Management Technology)以及LaGrande技術(將著重於系統管理以及安全性)。
Intel虛擬化技術的優勢是，可以在同一平台的獨立數據分割上，執行多個作業系統和應用程式。有了虛擬化技術，同一部計算機就可以有多個“虛擬”系統的分身功能。同時虛擬化技術全面地增強了Intel平台功能，讓以軟體為基礎的解決方案在穩定性和執行效能方面，都能顯著提升。
在企業管理中，管理員可以針對不同單位所管理的PC群，隔離出不同的區塊，以進行系統升級和維護，而完全不影響客戶端用戶的工作。信息管理人員可以配置一部商用個人系統，從而有效隔離軟體的載入和病毒的攻擊；還可以配置一部能夠執行不同作業系統和軟體的計算機，以應變不同的需求或支持舊版軟體。此技術還可以有效整合多部伺服器成為一個整體，在同一伺服器上直接執行不同的應用程式和作業系統，讓管理員的工作效率 (例如伺服器的整合、舊系統的轉移以及安全性防護工作) 能夠提升。
家庭用戶可以通過虛擬化技術配置虛擬分區，為多位使用者隔離系統環境，例如：將特定資源個別保留給計算機遊戲、辦公軟體、個人數字視頻等工作，從而更有效地杜絕病毒或黑客軟體的入侵。Intel虛擬化技術包含一系列的硬體增強技術，同時搭配著名軟體開發商研發的軟體，使Intel伺服器和客戶端平台能夠有效、穩定地發揮虛擬化解決方案。
Intel虛擬化技術是Intel技術發展藍圖中不可或缺的基礎組成，其中的焦點在於提升虛擬化技術和計算機運算的安全性，提供以硬體為基礎之虛擬化解決方案，更廣闊的升級空間。只要結合適當的軟體，Intel虛擬化技術即可提升虛擬化解決方案的可靠性和支持範圍，增強伺服器的整合性和容錯移轉功能。針對客戶端平台，Intel虛擬化技術可以協助最佳化軟體提供更穩健的基礎，使客戶端虛擬化分割區的可用性和安全性更優異。
套用
任何一種新技術的出現都會給市場帶來新的發展機遇，而英特爾四核技術的發布標誌著四核時代的全面來臨，給伺服器市場帶來重大的改觀與變化。
對四核而言，最大的改觀就是四核處理器將四個獨立的處理器集成在一個晶片上，允許晶片同步處理四項不同的任務，從而大幅提升處理器的計算能力，以及由此帶來的套用整合的便利與管理成本的降低。
四核伺服器有以下幾大優勢：
其一，四核帶來更大的性能改善。跟單核比，四核有了50%以上的性能提升，同時在XEN虛擬軟體的配合下，四核系統又將有2倍以上的性能提升，提高了計算性能和計算密度，也就是說四核CPU中的一個核的性能比以往一個單核處理器的性能還要高;
其二，大為降低能耗。隨著對伺服器體系結構創新和最佳化設計、電源功耗、散熱體系設計、智慧型管理等方面的改善，全方位降低用戶後期運營成本，總體使用成本至少比雙核下降30%，用更少的資源獲得更大的回報;
其三，系統基本能做到兼容。從雙核到四核，並不是系統遷移過程，它們之間能兼容並蓄。因為四核與雙核採用相同的平台，有穩定的延續性，除了CPU變動外，雙核平台下的軟硬體仍然可以繼續使用，這就減少用戶更換伺服器的成本;
其四，推動套用的整合。四核產品的高效，能有效簡化客戶現有IT結構與推動套用整合，“多路四核+虛擬化”解決方案將使以前數據和系統的各自為政、數據孤立、系統單獨管理的問題將不存在。
另外，規模膨脹帶來的配電、散熱等硬體問題和各種軟體問題所引發的宕機現象，也將日益減少。
政府機關、高等院校、科研機構、石油、天氣預報、IDC、電信、證券等大規模套用單位將是四核伺服器的主要市場，能更出色地發揮其高運算性能、高集成度的特點與作用。
產品分類
Intel
為了進一步擴充四核處理器家族陣營，英特爾公司宣布推出兩款低電壓50瓦高能效伺服器處理器。同英特爾現有的80瓦和120瓦四核伺服器處理器相比，這兩款產品分別將功耗降低了35%至60%左右。
隨著企業對其計算需求相關的電費和冷卻成本的不斷關注，對處理器能耗的要求也日益嚴格，這些新型四核處理器每個核心或處理引擎的功耗僅為12.5瓦，在提供出色性能的同時設立了處理器能耗的新標準。
自2006年11月以來，英特爾已先後推出了11款面向伺服器、工作站、和台式機的四核處理器產品。基於全新低功耗四核處理器的伺服器主要面向密集型網際網路數據中心、刀片式伺服器和諸如金融服務（在該行業內，伺服器的規模和密度對於功耗、占地空間和冷卻成本高度敏感）等多種行業。根據英特爾自行評估結果，如果採用四核英特爾® 至強® 處理器替換陳舊的基礎設施並部署虛擬化技術，那么在伺服器的生命周期內，每年將有望節約成本高達6,000美元。
不僅如此，英特爾在短短一年半的時間內將處理器每個核心的功耗降低了近十倍。公司將這巨大的成功歸因於突破性的英特爾 酷睿™ 微體系架構，及其富有創造性的設計。英特爾數字企業事業部副總裁兼伺服器平台事業部總經理Kirk B. Skaugen表示，“英特爾已切實地回響了行業號召，為數據中心提供了空前的突破性高能效。現在，IT經理無需為雙核產品支付任何額外費用，即可獲得出色的四核英特爾至強伺服器性能。我們對於再次打破低功耗記錄感到非常興奮和自豪，但我們絕不會滿足現狀。未來，我們的工程師和架構師將以更高的激情為客戶提供更為節能的創新產品。”
英特爾已推出了兩款低壓處理器，它們分別是四核英特爾 至強 處理器L5320和L5310。這兩款全新的50瓦特四核處理器分別以1.86 GHz和1.60 GHz運行，它們採用獨特的模上8MB高速快取，可顯著提升記憶體數據通信的速度，此外，它們所採用的前端數據匯流排為專用1066 MHz前端數據匯流排。L5320和L5310的千枚單價分別為519美元和455美元。
這兩款處理器能夠套用於英特爾的“Bensley”伺服器平台，並可同現有的雙核及四核英特爾® 至強® 伺服器處理器家族實現“插入式”兼容。
對於英特爾公司來說，該術語模稜兩可：核(Core)的第一個字母是“c”，指的是為英特爾最新的處理器提供處理能力的微架構；小寫字母的核(core)在英特爾也大行其道，因為雙核與四核處理器組成了英特爾公司最有利可圖的晶片。
英特爾已經推出了若干四核台式機晶片，作為其雙核Quad和Extreme家族的組成部分。在伺服器領域，英特爾將在其低電壓3500和7300系列中交付使用不少於具有9個四核處理器的Xeons。
在春節分析師活動中，英特爾強調，其核(Core)架構整體上包括雙核及四核晶片，超過它專門做的四核。英特爾公司執行長Paul Otellini說：“我們將逐漸推廣套用我們的核微架構，在所有市場領域，自頂向下分別是單核、雙核與四核。”
Intel已經上市了45nm工藝的酷睿2系
AMD4核處理器 羿龍II X4 955黑盒列處理器，率先進入了45nm時代。眾所周知，工藝的提升除了會有助於提升處理器規格以提高性能外，功耗也會有明顯的降低，而且超頻性能往往也能夠得到改善。 對此，作為處理器廠商的另一巨頭AMD自然也會採取類似措施，它雖然推出了四核心的Phenom處理器，但工藝仍採用65nm，因此為了提升產品性能增強競爭力，推出工藝更先進的45nm處理器勢在必行。實際上AMD也確實一直在研發45nm Phenom四核處理器，新款處理器由於針腳沒有改變，仍能夠兼容AM2+接口，只是插入到AM2+接口的主機板上，不能支持DDR3記憶體，仍舊支持DDR2記憶體，這是個好事，畢竟DDR2記憶體價格便宜。
從CPUZ中的信息可以看到，45nm Phenom的核心代號和之前的報導相吻合，是Deneb。在軟體中也顯示出這款處理器採用了45nm工藝，除了工藝之外，45nm Phenom的主頻為2.3GHz，倍頻為11.5，三級快取增加到了6MB，同時快取聯路也增加到48路，比65nm的產品多出了16路。至於指令集方面，45nm Phenom也沒有改變，仍然是支持SSE、SSE2、SSE3、SSE4A多媒體指令集和X86-64運算指令集。經反覆調試，在CPU電壓設定為1.5V，記憶體電壓設定為1.85V的情況下，北橋電壓設定為1.3V的情況下，45nm Phenom X4可以在主頻為3.2GHz時（倍頻為16）長時間穩定運行。
Phenom採用45nm工藝後，儘管因為三級快取容量大幅增加（由2MB增加到6MB，增長了3倍），導致電晶體數量也大幅增加，會增加功耗，但其功耗水平仍比65nm工藝的老產品有了明顯改觀。特別是滿載工作時，45nm Phenom四核的功耗也能控制在60瓦以下，比65nm Phenom四核下降了接近一半，實在是值得稱讚。
AMD
更高的能效
利用增強的AMD PowerNow!™技術和創新的CoolCore™ 技術，AMD四核皓龍處理器成為AMD生產的能效最高的伺服器CPU。通過降低您的IT基礎設施能耗，這些創新降低了總體擁有成本(TCO)、數據中心電力需求以及冷卻成本。
最優虛擬化
基於直連架構的AMD四核皓龍處理器支持業內領先的虛擬化平台效率。AMD四核皓龍處理器為AMD Virtualization ™ (AMD-V™)技術提供了新的特性——快速虛擬化索引，從而能夠增強虛擬化套用的性能，提高虛擬機之間的切換效率，客戶因此能夠運行更多的虛擬機，每個系統上能容納更多的用戶，從而使虛擬化的整合和節能優勢最大化。
投資保護
出色的性能
AMD四核皓龍處理器提供最佳的多執行緒套用性能。從真四核設計（一個晶片上具有四個核心以更高效地共享數據）開始，又增加了增強的快取結構和集成的記憶體控制器，以保持多執行緒套用的處理能力。AMD四核皓龍處理器提供卓越的處理能力，還能夠提升每瓦性能，在維持成本的同時提高了IT回響性。AMD皓龍處理器以行業領先的性能和每瓦性能簡化了您的IT管理，在現在和將來都一如既往地支持穩定、長期的解決方案。
產品系列
英特爾四核處理器產品系列
Q9550 | 4 | 2.83 | 1333 | 12 MB | 45納米 |
Q9550s | 4 | 2.83 | 1333 | 12 MB | 45納米 |
Q9450 | 4 | 2.66 | 1333 | 12 MB | 45納米 |
Q9400s | 4 | 2.66 | 1333 | 6 MB | 45納米 |
Q9300 | 4 | 2.50 | 1333 | 6 MB | 45納米 |
Q8400 | 4 | 2.66 | 1333 | 4 MB | 45納米 |
Q8400s | 4 | 2.66 | 1333 | 4 MB | 45納米 |
Q8300 | 4 | 2.50 | 1333 | 4 MB | 45納米 |
Q8200s | 4 | 2.33 | 1333 | 4 MB | 45納米 |
Q6700 | 4 | 2.66 | 1066 | 8 MB | 65納米 |
Q6600 | 4 | 2.40 | 1066 | 8 MB | 65納米 |
四核前景
前景
IBM、三星、英飛凌和特許半導體4家公司，共同試產了45納米工藝的積體電路，並開始向客戶供貨。於此同時，這4家公司宣布這種45納米電路在IBM位於美國紐約East Fishkill的12英寸晶圓廠研製並最終完成，這將意味著在同樣面積下多核處理器將比雙核處理器擁有更低的成本及高效的性能。
下一代四核心架構桌面處理器Kensifield及伺服器處理器Clovertown，只是單純地把兩顆雙核心的Conroe或WoodCrest封裝在同一顆處理器上，多核處理器將會保持Share Cache設計，以減少對前端匯排流(Front Side Bus)的負擔。同時各個核心將擁有獨立的工作頻率及電壓，從而根據負載的不同而調整，以達至最高的省電效果。另外，將進一步改良供電模組的反應時間減少功耗浪費。
回想起來高頻率處理器仿佛是昨天才發生的事情，而今天單純追求頻率的時代已經過去。很難想像未來處理器的發展將會是一個怎樣的情況，但未來處理器的走均衡發展的大方向是肯定的，頻率、多核心、微架構，仍然是今後發展的重點，或許在不久將來我們已經用上8核處理器，再過10年百核處理器誕生也不是不可能。總之，我們需要多核處理器的目的在於它可以為我們做更多的工作，節約更多的時間，讓我們的生活更加美好。
趨勢
單核方面：全面退出市場之日已經不遠
隨著價格均不足300元的AMD閃龍雙核及Intel賽揚雙核處理器的登場，單核處理器的市場受到了明顯的擠壓，越來越多的入門級用戶都開始傾向於雙核處理器。ZDC預測，單核處理器繼續存活的時間將比較有限，很有可能在2008年底之前全面退出市場。
雙核方面：仍是市場中主流，但已經開始走下坡路
雙核處理器在市場中關注比例仍高達75%以上，但是從近幾個月的走勢來看，用戶對雙核處理器的關注度正在下降。由於AMD及Intel的三核、四核以及後續的多核處理器將逐漸進入主流市場，ZDC預測，雙核處理器的關注度會呈現持續下降的趨勢，預計關注比例在2008年底會下降至60%附近。
三核方面：關注度雖然上升明顯但前途未卜
作為AMD反擊Intel的新武器，三核處理器逐漸得到了用戶的關注，從2008年3月開始關注比例就在持續上升，至2013已經達到了2.15%。不過由於產品相對單一，以及價格還不算主流等原因，三核處理器的市場份額還比較有限，後市能否取得出色的表現還需要時間的驗證。
四核方面：關注比例持續穩定提高
和當初雙核處理器取代單核處理器時的情景類似，如今四核處理器也顯現出了即將取代雙核處理器的勢頭。雖然四核處理器的關注比例仍不足20%，但是穩定提高的走勢比較明顯。隨著AMD及Intel後續計畫中的六核、八核乃至更多核處理器的日益臨近，四核處理器也將進入到主流市場，屆時平均價格將會明顯下降，ZDC預測，四核處理器將會在2009年年中完全取代雙核處理器，並成為市場中的主流產品。
總結：在提高處理器頻率日漸困難的情況下，增加處理器核心數量就變成了主流發展趨勢。從單核到雙核，從雙核到三核、四核，這樣的升級規律相信還會持續較長的時間。不過拋開硬體的性能不說，在軟體方面用戶可以利用處理器多核心設計所獲得的性能提升的例子卻並不算多。
區別
雙核四核
四核裡面是由兩個雙核組成，每個雙核是共享4M的L2的.
從理論上去看，在兩者均未達到滿載的時候，成績應該相差不大。而雙方都同時達到滿載時，四核的成績應該比雙核好上一倍。
物理四核相對於物理雙核提升的幅度最大值為80%左右，超執行緒四核相對於物理雙核提升的最大幅度為40%左右，兩者的提升幅度相差約為一倍。
