摩爾定律還能走多遠？—— CPU 的內存瓶頸

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　　摩爾定律的發(fā)展，對于 CPU 的時(shí)鐘速度，和普通內存 (DRAM) 的讀取延遲上，進(jìn)步速度是不一樣的。其差距每年以 50%的速度增長(cháng)。

　　為了緩解這個(gè)矛盾，高速緩存 (Cache) 最早是以外置的形式出現在1985年的英特爾的 386的處理器上。

　　真正的芯片上的內置的緩存，最早是在1989年的 486處理器上出現，當時(shí)容量只有 8 KB， 到九十年代容量提高到 16 KB.

　　緩存容量過(guò)大，會(huì )影響搜尋速度，所以又出現了二級， 三級緩存。 這里有很多微妙的設計細節，此處不表。

　　緩存， 本質(zhì)上就是以 SRAM (靜態(tài)隨機存儲器)為基礎的內存。 而SRAM， 本質(zhì)上就是六個(gè)晶體管結構組成的邏輯單元， 如下圖。

　　隨著(zhù)晶體管的小型化，芯片設計者就不斷在 CPU 芯片上增加更多的內置的高速緩存。

　　以 2015年九月英特爾出品的 14 納米 i7-6560U 處理器為例， 它有兩個(gè)內核 (core)， 每個(gè)內核有 64 KB 的一級緩存， 256 KB 的二級緩存， 并共享一個(gè) 4 MB的三級緩存。

　　用于緩存的晶體管占整個(gè)CPU 芯片上的晶體管的比例，也從 486時(shí)代的 40%左右，到今天許多CPU上接近 90%. (數據出處來(lái)自威斯康辛大學(xué) Doug Burger 的論文， “Syetem-level Implication of Processor Memory Integration” )

　　換句話(huà)說(shuō)，計算的管理，將近90%的內涵， 實(shí)際上是對內存記憶的管理。

　　不管在什么行業(yè)，如果做到了高效地搜尋和存儲海量的數據， 你可能就已經(jīng)成功了90%.