把CPU做成一個(gè)性能超強(qiáng)的單核

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首先我們要清楚如何衡量單核CPU的性能,首先自然是頻率,頻率更高意味著一個(gè)時(shí)間周期內(nèi)可以處理更多的數(shù)據(jù),不過光有頻率還不行,其次還要看架構(gòu)等方面,這方面的表現(xiàn)可以通過IPC性能來進(jìn)行衡量,簡單來說就是同樣的頻率下面,誰的單核心性能表現(xiàn)越好,IPC性能越強(qiáng),所以提升單核性能可以通過提升IPC性能和頻率來實(shí)現(xiàn)。
把CPU做成一個(gè)性能超強(qiáng)的單核
而這些年以來,芯片廠家為了提升性能,在單核性能上就是通過頻率和架構(gòu)的進(jìn)步來實(shí)現(xiàn)的,頻率方面,1981年IBM電腦CPU頻率4.77Mhz, 1995年intel CPU頻率100Mhz,2000年AMD率先突破1Ghz,2003年intel CPU頻率達(dá)到了3.7Ghz,而目前最高的單核頻率才5.3GHz,可以看到歷史上的一段時(shí)間里面,頻率的增長是很猛的,而這自然帶來了性能的提升,但是可以看到2003年到現(xiàn)在,頻率提升已經(jīng)無法和以前相比了。
把CPU做成一個(gè)性能超強(qiáng)的單核
至于架構(gòu)方面,PC那邊大家比較熟悉的AMD Zen1,Zen2,Zen2+,Zen3的架構(gòu),每次都會(huì)帶來性能的提升,Intel那邊也是如此,ARM處理器也是如此,從Arm V4到V9版本升級,而且在每個(gè)版本內(nèi)部,還可以進(jìn)行細(xì)分,實(shí)際上隨著頻率提升的變慢,通過架構(gòu)升級來實(shí)現(xiàn)性能提升已經(jīng)是目前最常見的手段之一了,不過這個(gè)地方的升級也不是隨隨便便的,一般來說一個(gè)全新的架構(gòu)出來后,這個(gè)架構(gòu)會(huì)使用較長的一段時(shí)間,會(huì)在這個(gè)架構(gòu)的基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化迭代,這方面Intel的Skylake就是典型。
把CPU做成一個(gè)性能超強(qiáng)的單核
頻率提升基本上遇到瓶頸了,架構(gòu)的升級也不是那么隨隨便便的,而用戶對性能的追求又是沒有止境的,所以單核的確是不夠用了,這種情況下廠家就想到了超線程,多核心等技術(shù)來提升CPU的性能,因此現(xiàn)在市面上的處理器基本上都是多核心的了,所以就目前的實(shí)際情況來看,如果可以做出超強(qiáng)的單核,自然不需要多核心了,但問題是很難做出這樣的單核產(chǎn)品。
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技術(shù)方面主要是CPU頻率提升遇到了能耗這個(gè)瓶頸。因?yàn)镃PU的能耗和時(shí)鐘頻率的三次方成近似正比關(guān)系,CPU頻率在3Ghz之后, 繼續(xù)提高頻率會(huì)使CPU面臨發(fā)熱燒毀的危險(xiǎn),而且隨著工藝的提升,晶體管密度的增加,積熱問題也越來越嚴(yán)重,會(huì)加劇燒毀的可能,所以頻率這個(gè)路子的確是很難走下去了,而架構(gòu)升級,說白了就是PPA的取舍,存在能耗和芯片面積的制約。
把CPU做成一個(gè)性能超強(qiáng)的單核
總之單核性能當(dāng)然是越高越好,但是目前的技術(shù)而言,就算是做出一個(gè)很強(qiáng)的單核處理器,其整體性能也不會(huì)超過那些高階的多核處理器,而且目前的操作系統(tǒng)是多任務(wù)的,這也讓多核處理器有了用武之地。

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  • 本文由 發(fā)表于 2021年7月14日 12:49:34
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