張鐔月
淡泊說事兒
說到這個話題,就不得不提一下,摩爾定理。
早在1965年,摩爾就提出了芯片中的晶體管和電阻器的數量每年會翻番,半導體的性能與容量將以指數級增長,並且這種增長趨勢將繼續延續下去。1975年,摩爾又修正了摩爾定律,他認為,每隔24個月,晶體管的數量將翻番。這就是著名的“摩爾定理”。
晶體管技術發展到現在,從硬件角度講,摩爾定理基本上已經到了天花板,但是從軟件和人們的需求來講,還是不夠。
所以即使CPU硬件上或多或少觸到天花板,但是人們還會絞盡腦汁的去提高CPU的性能。
科技屎殼郎
CPU的性能是不是快到天花板了?
如果單看cpu主頻的提升,確實到了發展的瓶頸,早在2003年的時候intel CPU頻率達到了3.7Ghz,那時候的cpu製作工藝是90納米,可是到了10納米的時代,大部分的CPU默認頻率還在4Ghz以下,即使是加速頻率也大都在4Ghz-5Ghz左右。從這個角度看cpu的性能似乎已經到天花板了。
影響cpu頻率提升的是工藝和工耗問題。工藝決定了單位發熱量能塞進多少晶體管,功耗決定的是發熱量和耗電量。工藝提升肯定是越來越難的,這是存在瓶頸的,所以intel的10納米工藝屢次跳票不是沒有原因的。更強大的散熱機制原則上可以允許主頻更高,但強大的散熱機制意味著成本的升高,這無形中又成為限制cpu主頻提升的瓶頸
但是決定cpu性能的不僅僅有主頻,增加流水線指令,使用睿頻技術,增加高級緩存,超線程技術和增加核心都可以提升cpu性能。所以近兩年intel和amd都往多核心方向發展,現在普遍都是4核心8線程的產品,桌面上中端產品6核心12線程,高端的8核心16線程,
還有更高端的16核心32線程,乃至32核心64線程,至於服務器上面,那更是多核心多線程加多CPU技術。多核心多線程的技術明顯的提升了CPU的性能。
當然cpu的發展不僅僅是堆核心了。也要注重架構,材料,功耗。日後主要的方向不是目前的硅晶片,而是更高級的材料,比如石墨烯,因為硅為材料有一個極限,比如3nm工藝可能會造成嚴重的電子遷移。目前量子計算機,光處理器都在研發實驗,日後有概率進入民用市場。性能是目前處理器的幾十倍甚至上百倍。未來可能是融合的,把一整套都集成在一起,比如CPU可能會集成HBM當內存,顯卡也能處理CPU數據等等。但是這些需要軟硬件廠家合作才能實現。
草雞實驗室
cpu的性能與人們的需要掛鉤,人們對CPU的算力有無窮無盡的需求,自然也就激發科研人員對cpu做著無盡的研發,例如天河二號(中國),Summit(美國),神威太湖之光(SunwayTaihuLight)中國,等性能恐怖的超級計算機。其中排名第一的Summit,其算力達到了200795 TFlop/s也就是200795萬億次每秒。
龐大的算力用來幹什麼?
生物信息學成為超級計算新的應用領域,如人類基因組測序過程中產生的海量數據處理就離不開超級計算機。在醫學領域,也利用超級計算機來模擬人體各個器官的工作機理及人體內各種生化反應等。開發一種新的藥品,通常需要從研製和試驗的很多步驟,一般需要大約15年的時間,而利用超級計算機則可以對藥物研製、治療效果和不良反應等進行模擬試驗,從而將新藥的研發週期縮短3~5年且可顯著降低研發成本。除此之外,隨著計算機技術的發展,在超級計算機的支撐之下,解決了重大的科學與應用領域的關鍵問題,促進了相關應該領域的快速發展,其他如人工智能、深入學習、生物醫藥、基因工程、金融分析等新興領域也有大量的應用。
cpu的研發從來沒有停止,人們對性能的需求也從來沒有盡頭。
正經反派
其實並沒有,我們接觸到的消費級產品的cpu售價大多在一萬以下,比如酷睿和銳龍,但是頂級的商業cpu,如很多intel高性能服務器的至強系列cpu,動則好幾萬的售價,所以目前消費級產品,性能並不是瓶頸,如何在相同的在相同的價位,設計出成本更低,架構更先進,能效比更高的cpu才是當下,cpu廠商的關心頭等大事,畢竟商業cpu的更換週期遠遠比消費級的產品更新頻率低。
路人不姓甲
不是到天花板了,而是現在的應用一味增加主頻已經沒有意義了,現在更多的是需要並行處理能力,所以現在的CPU主要朝楞個方向重點發力:
1、多核心,也就是人們常說的多核心多線程來增加並行處理能力,而不是一味的增加主頻;
2、低功耗。隨著芯片技術的進步,體積越來越小、功耗越來越低,這一方面是降低能耗,另外一方面,某些移動處理器的續航時間也就更長了。
希望以上的回覆能夠幫助到您!
A南波灣
無論是對移動端還是桌面端來說,CPU都距離性能巔峰還很遠,現在CPU性能提升不高主要是受限於用戶的需求以及功耗方面。對於目前的設計方式來說,其實完全可以通過膠水方式組合不同的IP來提高算力,但是顯然會帶來功耗提升的問題,而功耗提升會帶來發熱問題,對於用戶來說是難以接受的問題,而且即使保持現在的算力其實也足夠滿足大部分用戶的需求,所以對提升性能方面不是特別緊迫。
榻榻米的榻榻
學無止境,技術無邊。
所以,處理器還有很長的路要走,還有空前的發展,