[10-23] 多核时代的来临——CPU发展与晶体管发展的里程碑
多核时代的来临——CPU发展与晶体管发展的里程碑
要形象的理解多核时代的到来,我们不妨先来熟悉一下晶体管集成电路的发展道路——
第一个晶体管—— 8086
第一个集成电路(集成了1个晶体管,1个电阻,1个电容)—— 奔腾MMX系列(单核,集成了指令集,超流水线等等)
第一个小规模集成电路——奔4(超线程,多媒体指令集,多级高速缓存)
第一个大规模集成电路——酷睿双核(你开始发现,CPU核心的增多类似于集成电路内晶体管的集成和增多)
……第一个CPU诞生——多核处理器(如SUN的16核处理器,据说实验室数据是100核镶嵌完成)
OK 这是一个摩尔定律的CPU版(原来是晶体管版)
——————————————————我是传说中的分隔线——————————————————
由于晶体管的增多。我们知道CPU的设计面临很多问题——第一个集成电路设计出来以后,人们开始加第二个晶体管,中间解决了100多项技术难题。。申报了400多个专利技
术。之后直接跃迁到了64个晶体管集成 又遇到瓶颈。之后又突破。直到奔四时代。我们知道了CPU面临了高主频导致的——超长流水线。这使得即使采用了最新的封装方式,仍
然有大量晶体管漏电现象——导致了发热。半导体的特性彰显无疑。
与此同时,技术的发展要求更科学和节能的性能提升。于是—— 常温超导半导体的研究和低主频高效能的研究就成了两个从根本上试图解决问题的研究方向。
SORRY。。。偶本行。。。难免罗唆。。
——————————————————我也是分隔线————————————————————————
第一个研究不谈——离得比较远。 说第二个。。很好理解——既然高主频导致了超长流水线——导致了大量放热。那么反推——减少放热需要——减少流水线——降低CPU主
频。 这几个关联牵扯到了CPU基本原理。。恕不详表了。。
于是大家可以看到:服务器用的CPU是什么样的——看看安腾,看看至强。 主频几乎都在1G左右。高不会高过1。6G 但性能呢。。强劲!
重新设计的流水线,重新福附加的指令集和超大的高速缓存固然可以增强单位瓦特效能(同样功耗下CPU效率) 但也有个限度。
于是,人们开始集合多个CPU的路线。。。从最初的主板支持双CPU开始。到现在的双核。以及四核(推荐一下巴塞罗那。。个人认为比安腾好)
我想我已经说清了为什么要发展多核,而不是单纯提高CPU主频。
——————————————————我是最后一道分隔线————————————————————
OK , 现在回顾一下我前面说得 晶体管集成电路的发展趋势。 第一个集成电路就是我们的单核处理器。 集成了两个晶体管的就是我们的酷睿双核。 好吧,看到相似之处
没。他们都处在一个创造概念和标准的里程碑阶段。
技术在发展道路上是有很多共同之处的。 从一个集成两个是一个艰难的路,需要解决很多技术问题。比如同样是点亮两个灯泡,是串联好 还是并联好? 各有各得优势。
CPU设计也是如此。因此,我们看见了多核时代的晨光——CPU开始从单核慢慢在一个又一个概念,一个又一个技术专利下迈向多核。。。。
任重而道远。
——————————————————我不是分隔线,因为我叛逆~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
PS: 提示: CPU内部在多核化的同时 也在多媒体化—— 你可以把一颗单核看作一台电脑。你会发现有运算部 有存储部(缓存) 有指令集 有内存控制器 有多媒体指令
集 甚至新的概念有 虚拟化 有CPU过滤式防毒 有协处理器——CPU的附属武器 就像电脑世界的发展一样——CPU内部发展 就是电脑内部硬件的发展升级 CPU的多核化 就
是电脑越来越多——并且用网络连接起来一同工作。
这个帖原来用于对我的帖:分析:多核CPU给系统设计带来了什么 进行说明的。。。
想了想 单独辟了个主题来。因为确实可以独立成文嘛。。。