本世纪初提升主频之路走到了拐点,多核处理器应运而生,逐渐成为研究热点。处理器的重要评价指标是速度和功耗,如何加快速度降低功耗,成为本文关注的重点。暂时条件所限,本工作基于理论计算展开对比研究。本工作主要目标有二：一是基于阿姆达尔定律,重新计算多核处理器的加速比,以便分析设计速度更快的多核处理器；二是基于CMOS电路低功耗设计,研究多核处理器的低功耗设计方法,为研究二维／三维多核处理器热设计做铺垫。论文的主要内容有四：(1)讨论已有的并行技术研究,由计算时间来衡量处理速度,就产生了加速比的概念；(2)我们评述阿姆达尔定律给出的评价并行计算机加速性能的标准,然后融合兰特法则与阿姆达尔定律,基于第一性原理提出新的加速比描述模型(指数模型)。(3)讨论对比对称／非对称的多核架构,给出两种架构的时间开销描述式,得到更精确的非对称架构描述式,计算讨论非对称架构优于对称架构的判断条件。(4)分析电路功耗分布和类型,总结低功耗设计的策略和方法,然后讨论三种多核处理器的热设计方法：热通孔技术；电压岛技术；动态热量管理。本文主要结果和结论有：(1)经验证,本文提出的新加速比描述模型(指数模型Speedup=mαf)可行。(2)非对称多核架构在绝大多数条件下的性能都优于对称多核架构。