2024年1月8日发(作者：)
一、 什么是64位：
8位处理器、16位处理器、32位处理器和64位处理器，其计数都是8的倍数。它表示一个时钟周期里，处理器处理的二进制代码数。“0”和“1”就是二进制代码，线路上有电信号，则计做1,没有电信号则为0。8位机有8条线路，每个时钟周期有8个电信号，组成一个字节。所以，随8位处理器上升至64位处理器，每个时钟周期传送1个字节到8个字节，关联到时钟速度提高到若干个千兆赫之后，处理器处理信息的能力越来越大。64bit处理器并非现在才有的，在高端的精简指令集计算机很早就有64bit处理器了，比如IBM公司的POWER5、HP公司的Alpha等。
64bit计算主要有两大优点：可以进行更大范围的整数运算；可以支持更大的内存。不能因为数字上的变化，而简单的认为64bit处理器的性能是32bit处理器性能的两倍。实际上在32bit应用下，32bit处理器的性能甚至会更强，即使是64bit处理器，目前情况下也是在32bit应用下性能更强。所以要认清64bit处理器的优势，但不可迷信64bit。
目前主流CPU使用的64位技术主要有AMD公司的AMD64位技术、Intel公司的EM64T技术、和Intel公司的IA-64技术。其中IA-64是Intel独立开发，不兼容现在的传统的32位计算机，仅用于Itanium（安腾）以及后续产品Itanium 2，一般用户不会涉及到，因此这里仅对AMD64位技术和Intel的EM64T技术做一下简单介绍。
AMD64位技术
AMD64的位技术是在原始32位X86指令集的基础上加入了X86-64扩展64位X86指令集，使这款芯片在硬件上兼容原来的32位X86软件，并同时支持X86-64的扩展64位计算，使得这款芯片成为真正的64位X86芯片。这是一个真正的64位的标准，X86-64具有64位的寻址能力。
X86-64新增的几组CPU寄存器将提供更快的执行效率。寄存器是CPU内部用来创建和储存CPU运算结果和其它运算结果的地方。标准的32-bit x86架构包括8个通用寄存器（GPR），AMD在X86-64中又增加了8组（R8-R9），将寄存器的数目提高到了16组。X86-64寄存器默认位64-bit。还增加了8组128-bit XMM寄存器（也叫SSE寄存器，XMM8-XMM15），将能给单指令多数据流技术（SIMD）运算提供更多的空间，这些128
位的寄存器将提供在矢量和标量计算模式下进行128位双精度处理，为3D建模、矢量分析和虚拟现实的实现提供了硬件基础。通过提供了更多的寄存器，按照X86-64标准生产的CPU可以更有效的处理数据，可以在一个时钟周期中传输更多的信息。
EM64T技术
Intel官方是给EM64T这样定义的：EM64T全称Extended Memory 64 Technology，即扩展64bit内存技术。EM64T是Intel IA-32架构的扩展，即IA-32e（Intel Architectur-32
extension）。IA-32处理器通过附加EM64T技术，便可在兼容IA-32软件的情况下，允许软件利用更多的内存地址空间，并且允许软件进行32 bit线性地址写入。EM64T特别强调的是对32 bit和64 bit的兼容性。Intel为新核心增加了8个64 bit GPRs（R8-R15），并且把原有GRPs全部扩展为64 bit，如前文所述这样可以提高整数运算能力。增加8个128bit SSE寄存器（XMM8-XMM15），是为了增强多媒体性能，包括对SSE、SSE2和SSE3的支持。
Intel为支持EM64T技术的处理器设计了两大模式：传统IA-32模式（legacy IA-32 mode）和IA-32e扩展模式（IA-32e mode）。在支持EM64T技术的处理器内有一个称之为扩展功能激活寄存器（extended feature enable register，IA32_EFER）的部件，其中的Bit10控制着EM64T是否激活。Bit10被称作IA-32e模式有效（IA-32e mode active）或长模式有效（long
mode active，LMA)。当LMA＝0时，处理器便作为一颗标准的32 bit（IA32）处理器运行在传统IA-32模式；当LMA＝1时，EM64T便被激活，处理器会运行在IA-32e扩展模式下。
目前AMD方面支持64位技术的CPU有Athlon 64系列、Athlon FX系列和Opteron系列。Intel方面支持64位技术的CPU有使用Nocona核心的Xeon系列、使用Prescott 2M核心的Pentium 4 6系列和使用Prescott 2M核心的P4 EE系列。
二、 什么叫双核
在2005年以前，主频一直是两大处理器巨头Intel和AMD争相追逐的焦点。而且处理器主频也在Intel和AMD的推动下达到了一个又一个的高峰就在处理器主频提升速度的同时，也发现在目前的情况下，单纯主频的提升已经无法为系统整体性能的提升带来明显的好处，并且高主频带来了处理器巨大的发热量，更为不利是Intel和AMD两家在处理器主频提升上已经有些力不从心了。在这种情况下，Intel和AMD都不约而同地将投向了多核心的发展方向在不用进行大规模开发的情况下将现有产品发展成为理论性能更为强大的多核心处理器系统，无疑是相当明智的选择。
双核处理器就基于单个半导体的一个处理器上拥有两个一样功能的处理器核心，即是将两个物理处理器核心整合入一个内核中。事实上，双核架构并不是什么新技术，不过此前双核心处理器一直是服务器的专利，现在已经开始普及之中。
Intel双核心处理器
目前Intel推出的双核心处理器有Pentium D和Pentium Extreme Edition，同时推出945/955芯片组来支持新推出的双核心处理器，采用90nm工艺生产的这两款新推出的双核心处理器使用是没有针脚的LGA 775接口，但处理器底部的贴片电容数目有所增加，排列方式也有所不同。
桌面平台的核心代号Smithfield的处理器，正式命名为Pentium D处理器，除了摆脱阿拉伯数字改用英文字母来表示这次双核心处理器的世代交替外，D的字母也更容易让人联想起Dual-Core双核心的涵义。
揭开外壳后的双核心Pentium D处理器
Intel的双核心构架更像是一个双CPU平台，Pentium D处理器继续沿用Prescott架构及90nm生产技术生产。Pentium D内核实际上由于两个独立的2独立的Prescott核心组成，每个核心拥有独立的1MB L2缓存及执行单元，两个核心加起来一共拥有2MB，但由于处理器中的两个核心都拥有独立的缓存，因此必须保正每个二级缓存当中的信息完全一致，否则就会出现运算错误。
MCH协调两颗核心之间的相互调用
为了解决这一问题，Intel将两个核心之间的协调工作交给了外部的MCH（北桥）芯片，虽然缓存之间的数据传输与存储并不巨大，但由于需要通过外部的MCH芯片进行协调处理，毫无疑问的会对整个的处理速度带来一定的延迟，从而影响到处理器整体性能的发挥。
由于采用Prescott内核，因此Pentium D也支持EM64T技术、XD bit安全技术。值得一提的是，Pentium D处理器将不支持Hyper-Threading技术。原因很明显：在多个物理处理器及多个逻辑处理器之间正确分配数据流、平衡运算任务并非易事。比如，如果应用程序需要两个运算线程，很明显每个线程对应一个物理内核，但如果有3个运算线程呢？因此为了减少双核心Pentium D架构复杂性，英特尔决定在针对主流市场的Pentium D中取消对Hyper-Threading技术的支持。
同出自Intel之手，而且Pentium D和Pentium Extreme Edition两款双核心处理器名字上的差别也预示着这两款处理器在规格上也不尽相同。其中它们之间最大的不同就是对于超线程（Hyper-Threading）技术的支持。Pentium D不能支持超线程技术，而Pentium Extreme
Edition则没有这方面的限制。在打开超线程技术的情况下，双核心Pentium Extreme Edition处理器能够模拟出另外两个逻辑处理器，可以被系统认成四核心系统。
首先我们来看一下双核心Pentium D处理器的外部特征:
（Pentium D处理器产品外包装）
新一代Pentium D处理器采用新颖独特的纸质外包装，以蓝色调为主，印刷精美时尚艳丽，静谧中透露出产品的高贵，华美的盒装产品外包装也是Intel处理器的一个特点，在增强消费者购买欲的同时也使不懂电脑的人可以尽快的辨认出自己要找的产品。
（EM64T技术识别标签）
（Pentium D处理器规格标签）
从产品规格标签上可以看到双核PD处理器的全称为Intel Pentinum D Processer，采用LGA775接口规范，推荐支持主板芯片组为945/955 Express Chipset，默认工作电压为1.4V。
（Pentium D处理器型号标签）
型号标签上提供了更为详细的参数规格，处理器的前端总线频率FSB为800MHZ，L2二级缓存为2MB。
双核心Pentium D820介绍：
（Pentium D820处理器外观）
这款Pentium D 820处理器的编号从上至下依次为Intel PENTIUM D 820 SLS8T MALAY
2.8GHZ/2M/800/0SA 0521A577。Pentium D跟Pentium XE一样采取90nm制程的Smithfield核心，硅晶面积为206平方米，单一硅晶粒内内建两个独立运作的处理器电路核心，每个CPU核心各自有独立12KμOps、16KB D-Cache、1MB L2 Cache的NetBurst架构设计，对外采共享一组800MHz前端总线设计。
（PD820处理器CPU-Z信息）
从CPU-Z信息当中可以看出Pentium D 820处理器的实际工作电压仅为1.25V，这也是与常态下CPU并没有满负荷运作所致，看来这款产品在能耗及热量控制上将来有更出色的表现。从最后一项测试项Processor Selection中可以看出该处理器为两颗核心，不过这可与带HT超线程功能的P4处理器有所差别，因为Pentium D 820可是集成了两颗实体核心，性能要比P4处理器强劲不少。
双核心Pentium D830介绍双核心Pentium D840介绍：
Pentium D830
这款PentiumD 830双核心处理器主频为3.0Ghz，运行于800MHz系统总线，内建1MBx2二级缓存，该处理器不支持超线程技术，支持英特尔SpeedStep技术、英特尔64位扩展技术(Extended Memory 64-bit Technology，EM64T)以及Execute Disable Bit(病毒防护技术)。
Pentium D840
英特尔PD840处理器的封装与我们上面介绍的产品一样。采用的核心为Smithfield，主频为3.2GHz，90nm工艺制作，支持800MHz FSB。实际上我们可以把它看作成为两个Prescott 处理器的二合一产品。双核心的每一个核心都提供了一个1MB的二级缓存，这样整块CPU就拥有2MB二级缓存，核心运行电压在1.2V到1.4之间。
AMD双核心处理器
AMD推出的双核心处理器分别是双核心的Opteron系列和全新的Athlon 64 X2系列处理器。其中Athlon 64 X2是用以抗衡Pentium D和Pentium Extreme Edition的桌面双核心处理器系列。
AMD推出的Athlon 64 X2是由两个Athlon 64处理器上采用的Venice核心组合而成，每个核心拥有独立的512KB(1MB) L2缓存及执行单元。除了多出一个核芯之外，从架构上相对于目前Athlon 64在架构上并没有任何重大的改变。
Athlon 64 X2（左侧）与普通Athlon 64的对比
双核心Athlon 64 X2的大部分规格、功能与我们熟悉的Athlon 64架构没有任何区别，也就是说新推出的Athlon 64 X2双核心处理器仍然支持1GHz规格的HyperTransport总线，并且内建了支持双通道设置的DDR内存控制器。
与Intel双核心处理器不同的是，Athlon 64 X2的两个内核并不需要经过MCH进行相互之间的协调。AMD在Athlon 64 X2双核心处理器的内部提供了一个称为System Request
Queue(系统请求队列)的技术，在工作的时候每一个核心都将其请求放在SRQ中，当获得资源之后请求将会被送往相应的执行核心，也就是说所有的处理过程都在CPU核心范围之内完成，并不需要借助外部设备。
AMD Athlon 64 X2内部示意图
对于双核心架构，AMD的做法是将两个核心整合在同一片硅晶内核之中，而Intel的双核心处理方式则更像是简单的将两个核心做到一起而已。与Intel的双核心架构相比，AMD双核心处理器系统不会在两个核心之间存在传输瓶颈的问题。因此从这个方面来说，Athlon
64 X2的架构要明显优于Pentium D架构。
虽然与Intel相比，AMD并不用担心Prescott核心这样的功耗和发热大户，但是同样需要为双核心处理器考虑降低功耗的方式。为此AMD并没有采用降低主频的办法，而是在其使用90nm工艺生产的Athlon 64 X2处理器中采用了所谓的Dual Stress Liner应变硅技术，与SOI技术配合使用，能够生产出性能更高、耗电更低的晶体管。
AMD推出的Athlon 64 X2处理器给用户带来最实惠的好处就是，不需要更换平台就能使用新推出的双核心处理器，只要对老主板升级一下BIOS就可以了，这与Intel双核心处理器必须更换新平台才能支持的做法相比，升级双核心系统会节省不少费用。
目前AMD Athlon64 x2双核心处理器共推出四个型号，分别是4200+、4400+、4600+与4800+，这四款处理器除了在频率上有2.2Ghz与2.4Ghz的差异外，L2高速缓存也有1MB+1MB与2MB+2MB的差异。虽然Athlon 64 X2处理器相对于Intel的Pentium D
有着很多的优势，但Athlon64 x2处理器的价格却要比Pentium D高出不少。
AMD双核速龙64 X2处理器4800+
继Intel、AMD之后，VIA也将进军双内核处理器市场。VIA双内核处理器的特点在于体积小巧而且耗电较低，两块处理器可以安装在一块小的Mini-ITX主板上，这样客户可以选择包括两个Mini-ITX主板，总共4个双内核处理器在1U服务器上使用。VIA的双内核处理器包含了两个芯片，每个芯片内都封装了一个Esther处理器。相比而言，AMD和Intel的双内核处理器是在一个单独的芯片内集成两个内核。VIA也计划发布单独的双内核芯片，但是该产品不会在短期内上市。
三、 在双核之前，有双CPU，和多CPU的产品，他们之间有什么区别？
（多处理器)主要是用于高端服务器用的，一般的情况下主板是比较贵的。主要是针对高端用户，普通用户是很少用。个人计算机很少有双处理器的情况。(多处理器)它的性能，对个人用户来说，也不是越多越好，如果处理器数超过四个以后，或者到四个以后，由于我们现在一般都是用总线的架构进行设计的，所有的存储访问都要通过一个架构去处理，导致速度有所下降。
对双核的处理方面，有一个比较好的优势。物理上是在一个处理器芯片上集成两个处理器的核，有些资源可以共享，可以节省一些成本。另外两个核集成度比较高，它们之间通信速度也比较快，功耗也降低不少，成本也会降低。有可能导致这种带有双核的处理器可以走向普通的用户，另外它的性能据我了解的一些情况看，IBM公司写了一个报告，对比了AMD的双核处理器和单核处理器的性能，对高性计算机进行排行的一个测试，它的结果是在双核和单核相比，大概性能提高60%，当然不是百分之百，这个效果还是不错的。
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