3、 2007~2008：原生四核！从"巴塞罗那"到"上海"

    在人们开始努力接受"双核"概念时，AMD推出了只有68瓦功耗的高能效双核皓龙，从而将处理器性能的衡量再次拔高到效能上来，绿色IT的概念开始萌芽。而与此同时，AMD推出了业界首款原生四核处理器--"巴塞罗那"。

    源于F1赛车跑道的名字--巴塞罗那站。AMD无疑是希望其为自己带来骄傲的成绩--除了再次垄断了"真"四核的头衔外，"巴塞罗那"的内存控制器采用了双72位总线，内存传输带宽达到了10.7 GB/s，3个HyperTransport传输总线达到了24GB/s的传输速率。根据第三方的数据测试，在两路平台上，"巴塞罗那"提供的内存带宽比对手的"胶水"四核处理器内存带宽高124％。而AMD官方也直言：直连架构和集成的内存控制器领先了对手至少六年（2003年第一代皓龙就有，而对手直到2009年才在新架构中采用类似设计）。

    "巴塞罗那"处理器从推出至今经历了三个版本的升级，而最新一代的"巴塞罗那"处理器有五大特性，首先是独立的动态核心技术，这使得"巴塞罗那"四个内核之间可以根据负载进行频率调节；而CoolCore技术则可以根据工作负载自动调整供电，使处理器内部某些浮点计算单元会休眠；而低功耗的DDR内存控制和双路动态电源管理则可以把核心供电和内存控制器供电分开，减低核心能耗；此外，"巴塞罗那"还引入了"写爆发"的概念，缓存区写满以后再回写内存，从而能够提高内存效率，而独立的每个内核除拥有各自的L2之外，还共同拥有一个L3缓存，可以动态分享三级缓存容量。

    此外，"巴塞罗那"的一大优势就是对于虚拟化性能的提升。AMD在"巴塞罗那"中引入了三项技术用于虚拟机优化，一个是设备列表，用于在内存控制器里基于不同的虚拟机引用的页面，从而解决虚拟机对内存访问的安全性问题（意即每个虚拟机拥有自己专属的内存区域，而不是随机分配）。第二个是Tagged TLB，为了解决虚拟机内存列表页的问题，"巴塞罗那"在缓存里为每一个虚拟机分配了独特的任务号，使得内存列表不需要重新建立，大大提高了效率。此外，第三项技术是针对内存地址的，上面说的TLB技术可以对大内存进行很好的管理，但是真正需要搜寻物理地址，还需要一个叫做影子页表的管理层进行维护。

    在"巴塞罗那"的大规模应用之后，我们看到很多院校企业采用了这些服务器用作虚拟化部署。而在高性能计算方面，曙光5000A更是采用了数千颗皓龙"巴塞罗那"处理器再次于2008年底进入世界超级计算机排名前十。

    相应的，2008年底，AMD又发布了另一款命名为"上海"的四核处理器，这款处理器与"巴塞罗那"最大的不同就是采用了全新的45nm制程工艺，使得性能较"巴塞罗那"提升达35%，而空载时的功耗降低了35%，虚拟化性能提升近40%。

    "上海"集成了7.05亿晶体管，拥有共享6M的三级缓存，增强的双通道内存控制器可以同时支持DDR2内存和DDR3内存，内置了4条Hyper Transport总线以支持组建大规模并行系统。此外，"上海"还支持AMD的快速虚拟化索引（RVI）的AMD-V虚拟化技术，同时具备48位物理寻址能力，寻址空间可以达到（256TB）。按照传统，"上海"依然保持了对Socket F（1207）平台的兼容性，用户升级Bios就可以使用该处理器。

    与"巴塞罗那"相比，"上海"具备了更高的主频、更大更快的L3缓存、经过改进的内存子系统，内部架构也有一些改进，因此45nm "上海"比起65nm"巴塞罗那"来具有了明显的进步，在环境一切不变的情况下IPC提升幅度约为10%左右，而且同样的价格下可以买到更高的频率。因此，发布之初，超过80家全球OEM合作伙伴就力捧这款处理器，而主流的服务器厂商也第一时间为大型企业和中小企业用户推出了超过25款以上的新系统。