在多路服務(wù)器領(lǐng)域，芯片能否具有良好的擴(kuò)展彈性至關(guān)重要，而這主要取決于以下兩大要素:第一，處理器擁有一條專門的芯片間直連總線，這樣當(dāng)系統(tǒng)中擁有多枚處理器的時候，各個處理器可借助該總線進(jìn)行通訊，從而實(shí)現(xiàn)高效的任務(wù)協(xié)作;第二，處理器是否將內(nèi)存控制器直接整合、擁有一套獨(dú)立的內(nèi)存系統(tǒng)。這方面反面的例子就是英特爾的Xeon平臺，如果要構(gòu)建多路Xeon系統(tǒng)，那么就必須依賴于芯片組，多枚處理器共同分享一套內(nèi)存系統(tǒng)。

處理器之間如果需要進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊，就必須經(jīng)由“前端總線-北橋-內(nèi)存”的鏈路，這個過程不僅耗費(fèi)了可觀的時鐘周期，也消耗了總線和內(nèi)存資源。更嚴(yán)重的是，這類系統(tǒng)存在內(nèi)存搶占和緩存同步兩個難題:內(nèi)存搶占是指當(dāng)多個處理器同時發(fā)起對內(nèi)存中的某段數(shù)據(jù)進(jìn)行存取指令時，各個處理器必須以搶占的方式獲得內(nèi)存存取權(quán)限—如果有一個處理器對某段數(shù)據(jù)進(jìn)行修改，該處理器就會鎖定這段數(shù)據(jù)，其他的處理器必須等待，導(dǎo)致性能提升幅度大打折扣。

系統(tǒng)中的處理器數(shù)量越多，此種內(nèi)存搶占現(xiàn)象就會越頻繁，最糟糕的時候?qū)?dǎo)致系統(tǒng)的性能不升反降。緩存同步主要出現(xiàn)在多處理器/多內(nèi)核協(xié)作處理同一任務(wù)時，各個處理器或內(nèi)核必須進(jìn)行緩存同步。由于Xeon缺乏直接溝通渠道，緩存同步操作也必須依賴“前端總線-北橋-內(nèi)存”的鏈路進(jìn)行，效率較為低下。

相比之下，AMD的Opteron平臺就沒有這兩個問題:借助HyperTransort總線，Opteron處理器可實(shí)現(xiàn)直接通訊，加之 Opteron擁有獨(dú)立的內(nèi)存控制器，不存在內(nèi)存搶占的問題，因此該平臺非常易于擴(kuò)展。Opteron在服務(wù)器領(lǐng)域?qū)eon造成強(qiáng)大的壓力，很大程度上就是得益于此。至于RISC領(lǐng)域，芯片直連總線和整合內(nèi)存控制器也早已成為處理器的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，而英特爾在自己的技術(shù)藍(lán)圖上也表明將在2008年開始采用類似的設(shè)計(jì)。

對應(yīng)用于PC的X86處理器而言，處理器的擴(kuò)展彈性無關(guān)緊要，但整合內(nèi)存控制器還是非常有意義，原因在于該項(xiàng)設(shè)計(jì)能夠有效降低內(nèi)存系統(tǒng)的延遲時間。事實(shí)上，這只是整合運(yùn)動的開始，不少處理器廠商都在考慮讓處理器整合越來越多的功能，例如SUN和AMD都在考慮在下一代架構(gòu)中直接整合PCI Express控制器、I/O控制器甚至是圖形功能，借此提升系統(tǒng)的I/O性能以及降低平臺成本;P.A.Semi的PWRficient處理器則整合了 10GbE和GbE網(wǎng)絡(luò)控制器以及PCI Express控制器，目的是提高相應(yīng)服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)性能和I/O傳輸效能。盡管其他的處理器廠商似乎不為所動，但高度的整合無疑是未來處理器的發(fā)展方向之一。

多核處理器同軟件配合的討論

在多核心處理器如火如荼發(fā)展的時候，軟件業(yè)卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有來得及為此作準(zhǔn)備。最早發(fā)現(xiàn)問題的是PS3、Xbox 360等平臺的游戲開發(fā)商，由于兩套系統(tǒng)完全不同于前一代產(chǎn)品，游戲開發(fā)者對此怨聲載道，程序員普遍認(rèn)為對多核心處理器編程近乎是一種災(zāi)難，因?yàn)槌绦騿T必須深入了解相應(yīng)的硬件平臺，然后據(jù)此編寫代碼，而讓代碼在兩個核心之間平衡更是一大難題。

相對來說，PS3的Cell平臺難度更大，程序員首次接觸到主-從方式的多核平臺，對如何發(fā)揮出協(xié)處理器的性能優(yōu)勢缺乏經(jīng)驗(yàn)，由于編碼的不到位，讓Cell平臺無法表現(xiàn)出與實(shí)際相稱的高性能。同樣的事情現(xiàn)在也出現(xiàn)在X86領(lǐng)域，雙核平臺的出現(xiàn)讓軟件開發(fā)商考慮對雙核優(yōu)化的重要性—但比較幸運(yùn)的是，諸如辦公軟件、網(wǎng)頁瀏覽器、內(nèi)容創(chuàng)建工具等常規(guī)的商務(wù)軟件對CPU性能要求不高，對雙核優(yōu)化也不見得會帶來什么實(shí)質(zhì)性的益處，因此主要的X86軟件都不需要作出變動，真正需要考慮雙核平臺的仍然是X86平臺下的游戲。

對此游戲開發(fā)商也是相當(dāng)頭疼，因?yàn)閄86多核與PS3、Xbox 360游戲機(jī)的多核平臺不同，未來的Many Core或HyperTransport協(xié)處理器平臺也許又要作出改動。為了充分發(fā)揮硬件性能，設(shè)備廠商希望開發(fā)商深入了解對應(yīng)多核處理器的細(xì)節(jié)—問題是現(xiàn)存多種多核架構(gòu)，一一研究代價巨大。開發(fā)者都希望能夠利用一個硬件無關(guān)的自動化通用開發(fā)平臺進(jìn)行設(shè)計(jì)開發(fā)，這樣編碼工作將變得相當(dāng)容易，同時也能夠保證代碼擁有出色的適應(yīng)性，遺憾的是，至少在目前這還是軟件工業(yè)一廂情愿的想法。

當(dāng)然，我們沒必要因此對多核平臺喪失信心，對X86 PC來說，使用多核心處理器能夠極大提升系統(tǒng)的多任務(wù)效能，你可以在相同的時間里執(zhí)行多項(xiàng)任務(wù)，借此提高辦公效率—在軟件業(yè)來不及跟上的時候，辦公用戶或許能夠更多體驗(yàn)到雙核平臺的優(yōu)勢所在。