從技術上來說，單處理器的已經不能滿足日益增長的對性能的要求了。多核處理器以其高性能、低功耗優(yōu)勢正逐步取代傳統(tǒng)的單處理器成為市場的主流。多核處理器也稱為片上多處理器（chip multi-processor，CMP），或單芯片多處理器。自1996年美國斯坦福大學首次提出片上多處理器（CMP）思想和多核結構原型，到2001年mM推出個商用多核處理器POWER4，再到2005年Intel和AMD多核處理器的大規(guī)模應用，到現在多核成為市場主流，多核處理器經歷了十幾年的發(fā)展。在這個過程中，多核處理器的應用范圍已覆蓋了多媒體計算、嵌入式設備、個人計算機、商用服務器和高性能計算機等眾多領域，多核技術及其相關研究也迅速發(fā)展，比如多核結構設計方法、片上互連技術、可重構技術、下一代眾核技術等。然而，多核處理器的技術并未成熟，多核的潛力尚未完全挖掘，仍然存在許多待研究的問題。

　　多內核是指在一枚處理器中集成兩個或多個完整的計算引擎（內核），多核處理器是單枚芯片（也稱為“硅核”），能夠直接插入單一的處理器插槽中，但操作系統(tǒng)會利用所有相關的資源，將它的每個執(zhí)行內核作為分立的邏輯處理器。通過在兩個執(zhí)行內核之間劃分任務，多核處理器可在特定的時鐘周期內執(zhí)行更多任務。

　　多核技術能夠使服務器并行處理任務，多核系統(tǒng)更易于擴充，并且能夠在更纖巧的外形中融入更強大的處理性能，這種外形所用的功耗更低、計算功耗產生的熱量更少。多核架構能夠使目前的軟件更出色地運行，并創(chuàng)建一個促進未來的軟件編寫更趨完善的架構。盡管認真的軟件廠商還在探索全新的軟件并發(fā)處理模式，隨著向多核處理器的移植，現有軟件無需被修改就可支持多核平臺。

　　在整體結構設計上多核處理器與傳統(tǒng)的單處理器相比，多核內部結構沒有固定的組織形式，可以有很多種實現方式。各個研究機構和廠商根據自己的應用目標設計出結構完全不同的多核結構。雖然如此，但在已有的多核處理器中仍存在幾種比較典型的結構，它們分別代表了多核處理器結構中的某一類特點，而Hydra、Cell和RAW處理器就是3種典型的結構。

　　操作系統(tǒng)專為充分利用多個處理器而設計，且無需修改就可運行。為了充分利用多核技術，應用開發(fā)人員需要在程序設計中融入更多思路，但設計流程與目前對稱多處理系統(tǒng)的設計流程相同，并且現有的單線程應用也將繼續(xù)運行。得益于線程技術的應用在多核處理器上運行時將顯示出卓越的性能可擴充性，此類軟件包括多媒體應用、工程和其他技術計算應用以及諸如應用服務器和數據庫等中間層與后層服務器應用。

　　多核處理器主要具有以下幾個顯著的優(yōu)點：

　　控制邏輯簡單：相對超標量微處理器結構和超長指令字結構而言，單芯片多處理器結構的控制邏輯復雜性要明顯低很多。相應的單芯片多處理器的硬件實現必然要簡單得多。

　　高主頻：由于單芯片多處理器結構的控制邏輯相對簡單，包含極少的全局信號，因此線延遲對其影響比較小，因此，在同等工藝條件下，單芯片多處理器的硬件實現要獲得比超標量微處理器和超長指令字微處理器更高的工作頻率。

　　低通信延遲：由于多個處理器集成在一塊芯片上，且采用共享Cache或者內存的方式，多線程的通信延遲會明顯降低，這樣也對存儲系統(tǒng)提出了更高的要求。

　　低功耗：通過動態(tài)調節(jié)電壓/頻率、負載優(yōu)化分布等，可有效降低CMP功耗。

　　設計和驗證周期短：微處理器廠商一般采用現有的成熟單核處理器作為處理器，從而可縮短設計和驗證周期，節(jié)省研發(fā)成本。

　　多核技術應用前景

　　隨著操作系統(tǒng)及應用軟件對多核處理器的進一步支持及優(yōu)化、芯片制造工藝的成熟、AMD及Intel為代表的低功耗技術的發(fā)展、芯片級虛擬化技術的成熟等諸多因素，將推動服務器處理器多核化趨勢的進一步彰顯。多核技術將成為服務器技術的重要技術支點，更多的多核服務器處理器將在07年內登場，包括Intel和安騰、AMD的4核Opteron、Sun的UltraSPARC和Negara八核T1芯片、IBM的Cell和Power5多核、HP的PA-RISC多核、使得整個市場充斥著各種多核的技術。此外，國內的龍芯3也是專門面向服務器系統(tǒng)的CPU，目前也在進行多核的研發(fā)，國內廠商曙光將在其新品中搭栽龍芯多核處理器。

　　隨著英特爾酷睿2雙核處理器的正式發(fā)布，誘人的莫過于酷睿2雙核處理器所帶來的前所未有的強大性能，性能發(fā)揮到的同時，功耗也得到很好的控制，桌面級的酷睿2雙核E6000系列處理器的熱設計功耗（TDP）只有65W，遠低于Prescott接近100W的TDP。在移動處理器上即將迎來的是Merom，Merom與如今大紅大紫的Conroe一樣，都采用Intel的Core架構。而AMD發(fā)布雙核64位Athlon，統(tǒng)稱Athlon 64 2x，用于支持桌面系統(tǒng)和筆記本系統(tǒng)；AMD還表示有可能推出桌面多核處理器，用于游戲市場，前提是游戲市場推出可利用多核功能的游戲。

　　AMD嵌入式處理器采用AMD64長效保修計劃，保證至少五年之處理器供應時間，且增加兩款以AMD行動產品為基礎的低功耗處理器。分別為Mobile AMD Sempron 3500+處理器，以及AMD Turion 64 X2 TL-52雙行動運算技術。此兩款處理器的發(fā)表提供設計工程師在系統(tǒng)開發(fā)上新的選擇，并且?guī)Ыo顧客性能與較低持有成本。

　　從目前來看，多核處理器的推廣還受到一定程度的限制，如一些桌面應用尚不支持多線程、多核處理器價格相對偏高、應用開發(fā)工具不成熟等。隨著應用需求的擴大和技術的不斷進步，多核必將展示出其強大的性能優(yōu)勢。但是多核處理器是處理器發(fā)展的必然趨勢，無論是移動與嵌入式應用、桌面應用還是服務器應用，都將采用多核的架構，因此我們可以肯定地說：多核技術應用前景廣闊。