锁步核，为什么叫锁步核？
“锁步核”（Lockstep Cores）这一名称源于其工作原理与军事队列行进中的“锁步”（Lockstep）动作的类比。以下是详细的说明整理：
1. 军事起源：什么是“锁步”？
- 在传统军事训练中，“锁步” 指士兵列队行进时保持完全一致的步伐节奏、步幅和动作：
- 所有士兵抬脚、落脚的时刻严格同步；
- 每个人的动作高度一致，如同被“锁定”在一起。
- 核心特征：个体必须放弃自主性，严格跟随整体节奏，形成机械化的统一动作。
🌰 想象阅兵式：士兵方阵齐步前进，所有人的手臂摆动角度、脚步高度甚至落地声完全一致——这就是“锁步”。
2. 技术映射：处理器核的“锁步”
在芯片设计中，“锁步核”复制了这种同步思想：
- 冗余核同步执行：两个或多个相同的处理器核（如Core A和Core B）在同一时钟驱动下：
- 输入同步：接收完全相同的指令流和数据流；
- 执行同步：每个时钟周期执行相同的操作（取指、解码、计算等）；
- 输出同步：每个周期结束时产生理论上完全一致的输出（地址、数据、控制信号）。
- 实时比较器（Lockstep Comparator）：
- 像一个“教官”持续比对双核的输出；
- 若发现任何不一致（即使仅1个比特不同），立即触发错误响应（如复位、中断）。
关键比喻：
- 核 ≈ 士兵
- 时钟 ≈ 行进口令
- 比较器 ≈ 检查动作一致性的教官
- “锁”的含义：核的行为被强制绑定，无自由发挥空间。
3. 为何强调“锁”字？
“锁”字突出了该设计的核心约束：
- 时序锁定：双核必须在同一时钟边沿完成动作，时序偏差可能导致误报；
- 行为锁定：核不能有个性化操作（如分支预测差异），必须严格按相同路径执行；
- 错误锁定：一旦比较器检测到不一致，系统立即“锁死”在安全状态（如关闭输出）。
🔒 “锁”的双重含义：
- 同步的强制性（行为被锁定一致）；
- 安全的封闭性（故障时锁定系统）。
4. 与普通多核的本质区别
| 特性 | 普通多核 (e.g. SMP) | 锁步核 |
|---|---|---|
| 目标 | 提升性能（并行处理） | 提升可靠性（容错） |
| 核间关系 | 独立执行，异步协作 | 同步镜像执行，无自主性 |
| 错误处理 | 软件层检测（如超时） | 硬件级实时比对，周期级容错 |
| 设计哲学 | “自由协作” | “强制同步” |
总结：
“锁步核”的命名精准传递了其三大核心特征：
- 同步刚性：核间行为像被“锁链”绑定，必须步调一致；
- 冗余容错：通过完全一致的镜像执行实现瞬时错误检测；
- 军事级纪律：类比士兵方阵，强调秩序、可预测性与绝对服从。