cpu为什么要堆那么多的核?做成一个性能超强的单核不行吗?

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多核CPU就是因为如今的单核CPU已经难以大幅度提升性能才诞生的,像X86和ARM这类通用处理器架构,一旦进入成熟期想通过修改架构来提升性能难度非常大,相比为了单核性能而消耗的时间和人力成本是相当不划算的,可以参考下奔腾4当年为了提升单核性能而造成的失败后果。

单核性能的提升除了架构以外很重要的一点是取决于频率和缓存,而频率限于CPU温度和功耗不可能增长太快,缓存限于CPU面积和成本同样不能快速增长,这样频率和缓存只能依靠半导体工艺的进步来逐步提升。

最无奈的是,如今半导体工艺进步的越来越缓慢,单单是英特尔从14nm到10nm就用了好几年的时间,工艺进步慢,CPU的单核性能和效率就难以大幅度提高,英特尔又不可能把X86架构大幅改动,即使ARM处理器工艺进化更快,但是受限于手机对续航和芯片面积的要求,CPU的单核性能仍然无法大幅提高。

相比之下,CPU通过增加核心数的方式来提升性能是效率最高的,因为CPU每个核心几乎都是相同的,只要整体架构定型,设计制造起来相对容易得多,而应用程序通过多线程优化可以有效利用到多核CPU,最高甚至能达到翻倍的提升,这可不是单核简单提升一下频率和架构就可以达到的幅度,比纯粹做单核的性价比高多了。

就这样随着多核CPU普及,支持多核的应用程序也越来越多,多核CPU也就越来越吃香,当然如果拿多核CPU的晶体管来做一颗超强单核也未必不可,但是这对制造商的良品率要求太高了,因为是单核CPU,一旦晶圆和芯片上有一点瑕疵就可能使CPU报废,而多核CPU可以通过屏蔽核心来降级销售,成本和利润自然无法相比。

英特尔、高通、联发科都是企业,必须要权衡成本和利润,综合来看,做多核CPU的好处自然更符合它们的利益,即使是苹果,也是在不断增加A芯片的核心数,所以多核CPU是大势所趋。


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我并不是专家,我大概一下,我个人的看法

理论上是可以,可以设计一个非常大的单核架构,把单核心的面积放大,频率可能可以很高。

但是我们看几乎所有做处理器的厂商,无论手机还是电脑,都没有人愿意这样做。

虽然说苹果手机的处理器单核心是放大了,但是由于ARM指令集的限制,实际上苹果手机的单核心与电脑的单核,跑分上苹果可以超越英特尔,但是实际用起来的时候,英特尔的速度绝对会比苹果的处理器快上很多倍,只是跑分上看就可以超越罢了,因为英特尔是X86指令集

即便是英特尔,都没有一味的把单核心放大,它还是采取多核心,我个人认为可能是受到工艺和发热功耗的影响。而且如果只是单核心的话,在多任务处理方面,可能效率并不高。

就像你请了一个员工,非常厉害,可以同时做很多份工作,一心多用,但是呢,相比之下,你请五个人,每个人一心一用这样每个人都可以专心做一件事情,而不是一个人同时做5,6样事情

如果只是一个非常强大的单核心处理器,在多任务方面,他就是一心多用,可能会出现错误,效率降低,我想大概就是这个意思,所以几乎没有一个处理器厂商愿意无限的放大核心面积。

即便是苹果手机的处理器,他虽然单核面积非常大,但是他到最后还是采取多核心。

以上是我个人的观点,毕竟我不是处理器专家,我只能大概解释一下


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不同的构架、工艺、指令集都会造成CPU性能不同,主频可比作CPU每秒可以工作多少次,核心数表示多少人每秒可以工作多少次,单核主频越高就会产生更高的热量,对散热造成压力,可超频的CPU这液氮下都可以超到7、8GHZ,但在风冷下5GHZ都快受不了了,所以每个CPU多集成几个核心一起工作比废时费力地提高那一点点频率更划算。

而那些说什么单核秒多核的是系统不同指令集不同性能表现也不同,工作效率的不同。


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现代操作系统都是多任务系统,即便是IOS单任务指的也是APP,系统本身也是多任务,比如你可以边听歌边看网页。先看看早期的单核CPU是如何处理多任务的,听歌和看网页其实并不是同时候进行的,CPU在两个任务之间不断切换,形成两个时间片,那任务之间切换肯定会影响应用的实时性,虽然CPU已经快到感觉不到延迟,但这个性能损耗是客观存在的。到了双核时代就不同了,可以把听歌让第一个核心处理,上网让第二个核心处理,完全实时处理,当然操作系统本身还有很多进程在跑,所以也算不上实时处理,但比起单核性能起码就提升了一倍。所以多核芯是CPU很重要的一项技术,毕竟单任务系统已经灭绝了。


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