多核出現的必然性

作者 杜江凌

 

上回講了摩爾定律的正宗說法,是集成電路上的晶體管數目會以大約每兩年翻一番的速度增長。這越來越多的晶體管究竟對廣大用戶有什麼意義?

我們都知道現在的電腦比多年以前的功能強大多了,差不多二十多來年電腦的性能一直是跟主頻掛鉤的,主頻越高,性能越高。原因是芯片上的晶體管一代比一代多,就能做得更精細,執行指令的節拍(也就是主頻)更快。但電路越複雜,消耗的電能就越多,所以散熱問題就很突出了,終於成爲制約性能提升的瓶頸。記得前兩年看到網上一個搞笑圖片,在電腦的主板上煎雞蛋,我可笑不起來。

我們從另一個角度來看這個問題:芯片上有大量的晶體管,能組成一個巨大的複雜電路,也可以組成很多個小的比較簡單的電路。但前者與後者相比,能耗就相差很大了,與之相關的發熱也相應有很大差距。多核的道路就是這樣出現在我們面前:在一個芯片上建造多個CPU內核,而不是建造單個巨大的CPU。這樣就可以在較小的能耗下,讓多個CPU共同工作,提高整體性能。摩爾定律告訴我們芯片上的晶體管會以指數增長,我們就能在一個芯片上建造越來越多的功能強大的CPU內核,從而繼續提高電腦的性能。今年二月我們在美國發布的“萬億級”80核的研究用芯片,只有指甲蓋大小,功耗只有62瓦。在十年前,同樣性能的計算機是用大約1萬個奔騰Pro芯片組成的超級計算機(1996年,ASCI Red),需要電力500千瓦。

走上了多核道路,電腦就會繼續大幅度提高性能,成爲我們的好幫手。只是再不會與煎鍋爲伍了。

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