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CPU核心越來越多。擁有多個內核有什麽好處?

其實說白了,做超級單核處理器太難了。有兩種方法可以提高處理器的單核性能。壹種是通過架構的改進來提高處理器的IPC,另壹種是直接提高處理器的頻率。架構的改進需要大量的時間和資源。雖然英特爾和AMD每年都會獲得新的架構,但實際上,他們大部分時間都在修補原始架構以提高性能,這不僅更容易、更快,而且不容易推翻。盡管體系結構的重大變化可能會帶來更大的性能改進,但它們有時會導致不適合的產品和崩潰。英特爾的酷睿、Sandy Bridge和AMD的Zen架構是很好的正面例子,而反例是英特爾的奔騰4和AMD的推土機處理器。

提高處理器的頻率並不是壹件簡單的事情。處理器的頻率不僅與架構有關,還與使用的工藝技術有關。本質上,摩爾定律已經失效。隨著矽基芯片物理極限的到來,這條影響了半導體行業50年的黃金法則已經失效。自28nm節點以來,它並沒有帶來很大的性能提升,功耗問題變得越來越嚴重。

我們都知道制程工藝越先進(制程數越小),CPU的性能就會越高,功耗和發熱就會越低。但實際上,這個問題很復雜。CPU的功耗可分為靜態功耗和動態功耗。前者主要由漏電流引起。工藝越先進,漏電流會越大,動態功耗可達1/2 *。

為了獲得更高的頻率,電壓增加是不可避免的,但電壓高時功耗也高。簡而言之,靜態功耗和動態功耗的存在決定了CPU頻率越高,功耗增加越快,這將嚴重影響處理器的性能,因為降低頻率是必要的。

制程工藝的放緩使得CPU頻率無法大幅提升。很多人會認為有壹個非常好的CPU架構來大大提高IPC的性能。理論上,這種想法是可能的,但現實是殘酷的。CPU架構仍然必須遵守半導體技術的物理定律。沒有先進的技術,即使最好的CPU架構也無法實現。

壹般來說,提高單核性能是相當困難的。有沒有簡單快捷的方法來提高CPU的性能?當然,每個人都應該明白,壹雙手不夠快,只需再增加壹雙手,這對CPU來說也是壹樣的。堆疊更多的核心可以輕松實現性能翻倍,這將增加處理器的生產成本,但與壹個全新架構的研發成本相比,這不算什麽。