引:用于桌面计算的台式机平台，正在进一个全新的时代——双核时代。在过去能够与这一时代相提并论的，曾经有32位时代、Pentium时代、GHz时代，分别始于1985年（80386问世）、1993年（Intel Pentium 66/60问世）和2000年（AMD率先发布Athlon 1GHz）。2005年5月，伴随着Intel Pentium Extreme Edition 840、Pentium D和AMD Athlon 64 X2处理器的先后发布，桌面计算又进入双核时代。
什么是双核？双核有什么用处？本刊在近期已经作了不少相关报道。简单而言，双核就是在一颗处理器上集成两个处理核心，从而具备与双处理器系统相似的处理能力，在并发多任务处理时会获得大幅的性能提升。
应用模式改变催生双核
在过去的DOS时代，我们使用电脑的模式是单任务独占式，即运行某一应用程序时，电脑基本上不能做任何其他事情。虽然有一些工具软件可以通过内存驻留的方式在其他应用软件中强行呼出调用(典型的代表是游戏修改工具)，但原来运行的应用软件就会强制中断，并且稳定性不能保证。进入Windows 3.1时代后，多窗口、多任务的操作方式给用户带来新奇的使用体验，但这种体验仅限于较为简单的应用程序，许多复杂的程序还是需要一个独占资源的DOS窗口来保证运行效果。
Windows NT以及后来的Windows 2000、Windows XP则带来了更加彻底的多用户多任务应用模式，绝大多数应用程序都可以在各自独立的窗口中独立运行。例如我们经常会一边运行Outlook管理邮件，一边打开Word和IE进行文档编写和上网浏览，并且同时打开多个窗口浏览多个网站更是司空见惯的操作。大家这样使用电脑，是因为这些软件的系统负载不大，用户在同一时间只可能对某一个窗口的信息做出反应和操作，绝大多数时间这些软件都是在后台等待用户的命令。换句话说，这种多任务其实并不是并发运行的，而是分时运行的，位于前台的软件拥有绝大多数的系统资源和执行优先权。
另外一些应用软件的运行方式则有所不同：例如音频视频压缩编码、视频编辑、光盘刻录、杀毒软件、3D动画渲染、平面图形处理、文档压缩和解压缩等等。这些软件在运行时，用户可以选择将其最小化至后台运行，但它们在后台同样进行着复杂的运算，对电脑的处理器、内存和硬盘等等核心资源需求丝毫不减。在进入双核时代之前，为了保证这类软件的运行效率，我们通常需要专门拿出一段时间来让它们单独运行，而不受其他软件争抢资源的干扰。而对于游戏玩家来说，在游戏软件运行的同时可以忍受IE浏览器、电子邮件、文档处理、即时通信等软件挂在后台，但是绝对不敢在后台运行压缩编码、光盘刻录、杀毒这样的应用软件，因为这些软件会严重影响游戏的运行流畅。有什么办法可以让这样的资源杀手级软件彼此之间相安无事？如何一山容二虎？若内存不够，可以扩充容量；若硬盘速度陷入瓶颈，可以增加一块作RAID 0。但更多的时候，不足的资源是处理器，无论我们如何提高处理器的主频，只能够使电脑处理一件任务的时间缩短一些，而无法一心二用、同时满足两件任务的处理要求。但如果有两颗处理器，并且分工得当，这样的问题就能迎刃而解。
双核与超线程有何异同？
说到这里，大家一定会想起已经出现了2年多的Intel超线程技术。通过超线程技术，一颗物理处理器可以模拟出两颗逻辑处理器，在运行为多线程优化设计的软件时可以获得明显的性能提升。这样的技术和双核相比有哪些不同？要回答这个问题，我们首先要弄清楚线程和进程的关系。
线程(Thread)是操作系统从处理器接受时间片的基本单元，它代表着代码执行的流程。每个独立的线程有一个程序运行的入口、顺序执行序列和程序的出口。但是线程不能够独立执行，必须依存在应用程序中，由应用程序提供多个线程执行控制。从逻辑角度来看，多线程的意义在于一个应用程序中有多个执行部分可以同时执行。但操作系统并没有将多个线程看做多个独立的应用，也不会为每个线程分配和管理独立的资源。
进程(Process)是装入内存，且准备执行的程序。该程序运行在独立的虚拟地址空间内，且包含代码、数据及进程可看到和使用的操作系统资源(例如文件和管道)。进程包含一个或者多个运行在其上下文环境内的线程。虽然每个进程启动时只有一个线程，但在程序运行过程中可创建多个独立执行的线程。
总的来说，线程与进程的最大区别就是系统资源的占用方式，多个不同线程共享相同的系统资源，而多个不同进程则拥有各自独立的系统资源。超线程技术所针对的就是线程一级的部分。由于Pentium 4处理器具备超常的处理流水线级数(Prescott内核高达31级，而Pentium-M和Athlon 64仅为12级)，使得多个线程并发运行成为可能，在系统资源有限的情况下，通过多线程并发运行共享系统资源来提高应用程序的运行效率。或者说，超线程技术所虚拟出来的两颗逻辑处理器，在运算时是共享系统资源的。在某些时候，超线程技术会带来些许的负面影响，造成部分程序的运行效率下降，这是因为某些软件并没有采用多线程优化的编程方式，处理器执行调度时不但无法取得并发运行的效率提升，还要为此付出额外的时间去判断和安排。
Intel将超线程技术作为从单核向双核转变道路中的中间步骤，并且积极鼓励软件开发人员进行这种基于线程的编程优化，并取得了明显的成就。AMD则认为超线程技术是一种过渡产物，最终会被双核所取代，将来也会不复存在。
双核则主要针对的是多进程的应用。双核处理器具备两个独立的物理核心，每个核心都可以拥有独立的一二级缓存、寄存器、运算单元，并且具备响应应用程序请求的协作调度控制能力，可以使两个独立进程(应用程序)互不干扰地运行，而不出现明显的性能下降。
测试对象和平台
在Intel和AMD相继发布桌面双核产品之后，我们也在第一时间拿到了最新的测试样品。Intel送测的双核平台包含了一整套台式机系统(不含显示器、鼠标和键盘)：巨大的透明机箱内包含了完善的散热系统(4个机箱风扇、2个电源风扇，外加处理器和显卡风扇各1个)和充足的扩展空间(8个3.5英寸硬盘舱位和4个光驱舱位)。AMD送测的平台则仅包括主板、内存和处理器。为了更好地对比测试结果，我们将Intel送测的整套台式机系统替换掉主板、内存和处理器组成了AMD的测试系统。具体的测试配置见表1。
处理器：Intel Pentium Extreme Edition 840、AMD Athlon 64 X2 4800+
参比处理器：Intel Pentium 4 630、AMD Athlon 64 4000+
内存：512MB DDR2-667×2(Intel平台)、512MB DDR-400×2
主板：Intel 955X官方样版、Asus NForce 4 SLI
显示卡：ATI Radeon X850 XT 256MB
硬盘：Seagate Barracuda 7200.7 SATA×2 组成RAID 0 (支持NCQ)
光驱：DVD刻录机
操作系统：Windows XP SP2
测试软件：WorldBench 5更新版、PCMark 2004、3DMark'05、SiSoft Sandra 2005、Superπ1.2
在搭建测试平台时，对于Intel的处理器系统，我们使用的是主板上ICH7南桥提供的SATAⅡ接口；而在AMD处理器系统中，使用的是板载的Silicon Image 3114 SATA接口。这两者都具备4个接口，可以支持RAID 0、1、5、10。
在AMD的平台上，作为参比的处理器为E3版的Athlon 64 4000+，采用的是Venice核心，具备512KB二级高速缓存。而在Intel的平台上，由于一些未知的原因，在这块955X主板上，Pentium 4 Extreme Edtion 3.4GHz、3.46GHz均无法开机运行。在手头没有Pentium 4 640处理器的情况下，我们只选取了一块3.0GHz的Pentium 4 630作为对比，两者的运行主频有6.7%的差距，因此在测试结果中也要加以考虑。
测试方法和结果
可能大家注意到了，在本次评测中采用了更新版的WorldBench 5测试软件，在各个测试子项目上，与过去一年来持续使用的WorldBench 5并无区别，绝大多数测试项目的得分也基本一致，少数项目有小幅变化。最大的变化在于总分的计算方式。由于基准平台的测试得分水平有所变化，因此新的测试软件总分会比过去有所下降，幅度大约在20%~30%左右。此外，这个版本也将测试子项目按照名称的字母顺序进行了排列，并增加了一个自动化的测试环境初始化工具。
除了WorldBench 5，我们还是用了PCMark 2004来进行综合性能的模拟测试。而针对3D游戏应用，我们还选用了3DMark'05。为了更好地模拟多任务并发运行的应用方式，我们采用了Superπ这个比较纯粹的运算软件，通过同时运行两份甚至更多的Superπ来考验处理器的并行计算性能。此外还尝试了将Superπ与PCMark2004、3DMark'05并发运行。
完整的测试结果见表2。从中我们可以看到一个很明显的现象：对于AMD平台来说，双核带来的性能提升幅度很大，即便是在一两年前开发的软件环境下(目前仍然被主流用户大范围采用)，也能够获得比主频提升数百MHz更有效的性能提升。而在考验计算能力的并发多任务运行时，性能提升幅度更是接近90%。双内核的Athlon 64 X2 4800+几乎没有在任何一个软件下出现性能的衰减，我们有理由相信其处理器内的分工调度做得很出色。
而对于Intel的平台来说，由于其单核处理器具备超线程技术，在一定程度上已经具备了双处理器的特征，因此其双核处理器所取得的优势不大。考虑到主频的差异，实际上只有音频、视频编码类软件取得了显著的性能提升，在多任务并发运行的情况下，双核所带来的性能提升幅度也不是那么明显。
如果同时并发运行的任务超过2个，又会发生什么情况？通过运行多份Superπ，我们可以大致模拟一下。如图1，我们把某个处理器单独运行Superπ的成绩作为100%的性能参考水平，随着同时运行任务数量的增加，这4颗处理器表现出了各不相同的性能变化：在双任务下，两颗双核处理器都表现出色，具备超线程的单核Pentium 4处理器也有不错的表现，既不支持超线程、并且只有一个内核的Athlon 64落在最后；在3任务并发运行时，双核的Athlon 64 X2性能开始显著下降，而拥有超线程+双核的Pentium Extreme Edition 840获得领先优势；而到了4任务并发时，这种优势愈发明显。由此可见，在更为复杂的多任务并发运行环境下，超线程技术是双核有益的补充。在测试中我们还发现，如果关闭超线程，那么在单任务和双任务的应用环境下，双核的Pentium Extreme Edition 840在某些测试中性能反而会略有提升。
我们还留意到，对于3D游戏应用来说，如果只运行这一项任务，双核处理器不能带来任何性能提升(无论是Intel还是AMD)。因此如果你是一位狂热的游戏发烧友，不要期望双核能够让你的游戏运行得更快，或许更换一块显卡效果会更明显。不过双核对于游戏玩家来说并不是毫无用处，在后台运行一些比较占用处理器资源的软件时，游戏运行速度不至于大幅下降，不需要在运行游戏之前小心谨慎地关闭所有的后台程序了。
Intel于2005年4月底在北京IDF大会上曾经介绍过一种应用方式：在一台电脑上接收两套电视节目并进行压缩录制，同时运行3DMark'05。在这种环境下，Intel的Pentium Extreme Edition 840表现出了远胜过单核处理器的性能。按照我们过去的使用习惯，这样使用电脑有点疯狂，但是有了双核处理器，今后你也有机会这样去做，并且可以养成新的习惯。
总结
Intel和AMD不约而同地在桌面双核领域发力，标志着它们已经全面开始面向用户的应用需求并尝试改变用户的应用方式。从目前的测试结果来看，AMD的Athlon 64处理器在从单核向双核的转变过程中取得了更大的性能提升幅度，并且在与Intel的双核处理器的竞赛中取得了一定的优势。Intel的单核处理器和双核处理器之间的性能差异比我们预期的小，即便是在模拟的多任务测试中也是如此，单核心的Pentium 4处理器已经从超线程中获益，使得双核的作用不如AMD那么突出。不过我们也观察到，在4任务并发运行的情况下，Intel的双核+超线程显示出了威力，这意味着Intel不仅仅将目光集中在2线程的性能比拼上。
双核心的处理器将成为从2005年下半年到2006年最重要的产品，目前我们已经见到了服务器领域(双核Opteron)和桌面领域的产品，移动平台的多核处理器同样值得我们期待。而在双核之后，4核甚至更多内核的处理器也会逐渐出现。从桌面双核延伸到所有计算领域的双核、多核，将是一个崭新的时代！
双核处理器对主板有哪些要求？
看了我们的评测，你是否有股升级自己处理器的冲动？多任务并发运行的显著性能提升或许正是你想要的。不过升级之前，你必须考虑一下主板对最新处理器的支持问题。
从目前的情况来看，AMD的老用户显然更幸运一些，在绝大多数情况下，原有Socket 939平台的用户可以通过简单的更新BIOS来迎接新的双核处理器到来。我们评测所用的主板就是一块普通的Nforce 4 SLI主板。而对于Intel的老用户而言，就没有那么简单了，因为Intel平台架构的每一次升级都那么彻头彻尾，原有的芯片组和主板经常被抛弃。这一次也不例外，按照Intel的说法，原有的875/865以及一年前发布的925/915芯片组主板都无法通过简单更新BIOS的方法来支持双核处理器，因为这要涉及到主板电路设计上的变化。虽然主板厂商很可能拿出修改后能够支持双核处理的915/865芯片组主板来销售，但原有的主板恐怕就没有这个福气了。
双核处理器的售价如何？
如果你仍然以为AMD的处理器会更便宜的话，那你在桌面双核这一环节上就彻头彻尾地错了。就拿我们本次评测的产品来说，Intel Pentium Extreme Edition 840的报价为999美元，但这并不是Intel双核处理器的主流产品，Pentium D才是桌面用户更容易见到的双核产品。3.2GHz的Pentium D标价530美元，2.8GHz的标价为241美元，与市场上现有的主流产品(Pentium 4)相比，价格并没有高出太多。反观AMD的双核处理器，最便宜的Athlon X2 4200+也要531美元，我们评测的Athlon 64 X2 4800+报价更是高达1001美元。
其实AMD的双核处理器如此昂贵并不是那么出人意料，如果你关注过E4版本的Athlon 64处理器，就不会那么惊讶了。拥有改良特性并具备1MB二级缓存的E4版Athlon 64 4000+的市场零售价高达4850元人民币，令不少用户望而却步。
不过从我们的测试结果来看，出色的性能使得AMD有理由卖得更贵，但是这一理由能否被众多用户接受，就有待时间来检验了。
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