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PowerPC G4的工业设计特色:PowerPC CPU与MCM
作者 IT168 MOMO 2004年10月27日 00:00

PowerPC CPU与MCM

    没有人会怀疑“PowerPC CPU”就是指PowerPC处理器,也许还没入门的鸟鸟们都知道。但是在Apple的产品在线并不是意味着它仅仅是一个独立的PowerPC核心处理器。也就是说我们所见到的PowerPC处理器都采用了多核(Core)封装的技术,可以理解为一块完整的PowerPC处理器包括多枚PowerPC CPU核心同缓存一起封装的,将其称之为MCM(MultiCore Model 多芯片模块)。简而言之,我们一般所说的G4应该更准确的称之为“PowerPC MCM”,而不是“PowerPC CPU”。

    采用多核心封装处理器的好处一目了然,可以极大的缓解在高速处理数据上面的紧张局面,根本上改进运算的速度,提高整机的整体性能。就目前苹果笔记本计算机的PowerPC G4而言,这是一枚由两个完整的处理器核心组成的处理器。这也被称为CMP(Chip Multiprocessor 芯片多处理器)。CMP也就是将多个处理器核心整合在一起,形成一枚多核心的处理器芯片。其功能与我们常见的SMP方案十分相似,只不过SMP是用多枚处理器而且不是多枚处理器核心整合实现多线程处理的最简单和直接的方案,如Intel的Xeon(至强)和AMD双Opteron平台,而CMP是将两个或更多的处理器整合在一起组成一个处理器的方案。毫无疑问,由于是PowerPC G4采用了两套独立的处理器核心,而两套处理器核心又共享三个二级高速缓存,这样就大大地提升了PowerPC G4在处理复杂任务时的能力。而且更高的整合度会带来在两个处理器核心之间的数据交换更得心应手,有助于提高工作效率降低芯片级互连的数据丢失或堵塞现象。下图为PowerPC G4 MCM的简化示意图:
 


    采用MCM的处理器还可以节省下不少的制造成本,比起双处理器来显得更加有市场竞争力。对于个人计算机来讲成本并不是很显著,多一块处理器少一块处理器也就几百美元的事。但是对于追求高性能的超级计算机来说,这是十分可观的。就03年的超级计算机排行榜上的老大,日本NEC的“地球仿真器”而言,采用5120枚定制处理器的规模来说,这个能节省的费用是相当可观的。而且类似于PowerPC 9700的一款由IBM制造的Cell处理器来说,理论上要达到这样的速度和水平也只需要35枚就可以了。这款Cell处理器也算是苹果处理器的同门师弟,位于RISC阵营目前服务役于SONY 公司推出的PS III游戏机上。说的有点远,言归正传,苹果采用了MCM解决方案也就是为了考虑到个人用户会承受不了高性能带来的高成本,而且采用双处理器会对于性能并未有多少提升,故由这个方案可谓是一举两得。在目前台式的PowerPC G5处理器上,IBM公司采用了四枚PowerPC G5处理器核心整合在一起的PowerPC G5处理器,而且在处理器核心的周围还有四块三级缓存,性能提升更明显。

    知道了MCM,怪不得Intel公司哭着喊着计划2005年要上双处理器核心的新一代处理器。只能说是性能提升不明显后的一种补救措施,而且笔者认为,以Intel这两年对Dothan核心处理器的研发和Sonoma移动平台的发布上的出尔反尔,2005年是否能看到Yonah还是一个悬念。不过要记住这个设计在苹果工业的2003年已经运用于笔记本计算器工业制造中了。

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