CPU-skaalauksen kuolema: Yhdestä ytimestä moniin - ja miksi olemme edelleen jumissa

CPU-kiekko

On kulunut lähes kahdeksan vuotta siitä, kun Intel peruutti Tejasin ja ilmoitti suunnitelmistaan ​​uudelle monisydämiselle. Lehdistö tuhlasi vähän aikaa julistamalla tavanomainen suorittimen skaalaus kuolleeksi - ja vaikka tiedotusvälineillä on taipumus haudata tuotteita, trendejä ja toisinaan ihmisiä hyvissä ajoin ennen niiden viimeistä käyttöpäivää, tämä on yksi julistus, joka on ajan testin mukainen.



Seuraavassa taulukossa voi olla hyödyllistä ymmärtää, mitä tapahtui vuonna 2004. Se näyttää transistorimäärät, kellonopeudet, virrankulutuksen ja käskytason rinnakkaisuuden (ILP). Transistorilukemien kaksinkertaistaminen joka toinen vuosi tunnetaan Mooren lakina, mutta ajan mittaan tehtiin myös oletuksia suorituskyvystä ja virrankulutuksesta, ja niiden osoitettiin edistyvän samankaltaisella linjalla. Moore sai kaiken kunnian, mutta hän ei ollut ainoa visionääri töissä. Vuosikymmenien ajan mikroprosessorit seurasivat Dennard-skaalausta. Dennard ennusti, että oksidin paksuus, transistorin pituus ja transistorin leveys voidaan kaikki skaalata vakiokertoimella. Dennardin skaalaus on se, mikä antoi Mooren laille hampaat; se on syy, miksi yleiskäyttöinen mikroprosessori pystyi ohittamaan ja hallitsemaan muita tietokoneita.

Suorittimen skaalaus Suorittimen skaalaus, joka näyttää transistorin tiheyden, virrankulutuksen ja hyötysuhteen. Kaavio alun perin Ilmainen lounas on ohi: Perinteinen suunta kohti ohjelmistojen samanaikaisuutta



Alkuperäinen 8086 vetää ~ 1,84 W ja P3 1 GHz vetää 33 W, mikä tarkoittaa, että suorittimen virrankulutus kasvoi 17,9 kertaa, kun taas suorittimen taajuus parani 125 kertaa. Huomaa, että tämä ei sisällä muita saman ajanjakson aikana tapahtuneita edistysaskeleita, kuten L1 / L2-välimuistien käyttöönotto, tilauksen ulkopuolisen suorituksen keksiminen tai superskaalauksen ja putkiston käyttö prosessorin tehokkuuden parantamiseksi. Tästä syystä 1990-lukua kutsutaan joskus skaalauksen kulta-ajaksi. Tämä laajennettu versio Mooren laista piti paikkansa 2000-luvun puoliväliin saakka, jolloin virrankulutus ja kellonopeuden parannukset romahtivat. 90 nm: n ongelmana oli, että transistorin portit tulivat liian ohuiksi estämään virtaa vuotamasta alustaan.

Intelillä ja muilla puolijohdevalmistajilla on taisteli takaisin innovaatioilla kuten kireä pii, hi-k-metalliportti, FinFET ja FD-SOI - mutta mikään näistä ei ole ottanut uudelleen käyttöön mitään sellaista skaalausta, josta nautimme kerran. Vuodesta 2007 vuoteen 2011 prosessorin maksimikellonopeus (Turbo-tila käytössä) nousi 2,93 GHz: stä 3,9 GHz: iin, kasvua oli 33%. Vuosina 1994-1998 suorittimen kellotaajuudet nousivat 300%.

Copyright © Kaikki Oikeudet Pidätetään | 2007es.com