多核十年,增核需求仍在但意義已不同
微處理器的原生(Native,并非用封裝技術(shù)拼裝而成)多核化發(fā)展,最受矚目的開(kāi)端,當是超微(AMD)于2005年4月推出的雙核版Opteron,雖然在此之前IBM已推出POWER4,同樣為原生雙核設計,但因為已高階商務(wù)運算為主,因而較不受重視。
本文引用地址:http://dyxdggzs.com/article/201608/295919.htmAMD推出雙核版Opteron后,即開(kāi)啟x86處理器的雙核、多核戰役,英特爾(Intel)初期處于落后追趕狀態(tài),但之后逐漸超越。對于Intel而言,除了不期望輸給AMD外,更大的發(fā)展動(dòng)機在于,處理器已難用單純的拉高頻率時(shí)脈方式來(lái)提升效能,但半導體制程的縮密技術(shù)仍持續精進(jìn),因此改以多核方式提升效果,更簡(jiǎn)單說(shuō),是用電路面積空間換取效能, 舍棄過(guò)往用時(shí)間(時(shí)脈)換取效能。
不過(guò),這種提升效能的路子也有極限,不可能無(wú)窮無(wú)盡,甚至可說(shuō)在整個(gè)處理器效能的提升的長(cháng)遠歷史中,多核路線(xiàn)的適用時(shí)間還短過(guò)時(shí)脈頻率拉升時(shí)間。
多核無(wú)法無(wú)窮盡提升效能,從其他非x86架構處理器也可獲證,例如PlayStation 3電視游樂(lè )器所用的Cell處理器,其8個(gè)核心就少有軟體商能徹底發(fā)揮其效能,多數在5、6個(gè)左右,又如高階UNIX 系統,雖宣稱(chēng)最高可達64個(gè)處理器,但多數運用在超過(guò)20顆處理器后就難再拉升效能,64顆通常只是方便分割、調配運用。
在無(wú)法單純用增核提升效能后,Intel長(cháng)久以來(lái)的獲利模式“給客戶(hù)更多效能”難以維持,必須另辟他路,因而有了類(lèi)似GPGPU的Xeon Phi,不過(guò)Xeon Phi需要改寫(xiě)程式才能發(fā)揮其效果,并不相容原有x86應用程式。
到了2015年6月,Intel宣布收購FPGA大廠(chǎng)Altera,此舉等于更加宣布Intel采行轉向方式以維持其效能提升策略,Xeon Phi需要改寫(xiě)程式才能加速,FPGA亦同。事實(shí)上,在科學(xué)研究的高效能運算領(lǐng)域,早已將繁復使用的函式改以FPGA電路實(shí)現,如此與傳統CPU+軟體的運算方式相比,可以快上數十倍,甚至上百倍。
不僅如此,近年來(lái)百度(Baidu)、微軟(Microsoft)也在其搜尋引擎機房?jì)仁褂肍PGA,好加速搜尋速度、搜尋準確速度等。
從2005年AMD提出雙核x86,到Intel于2015年購并Altera,加上Xeon Phi等,等于宣布用多核加速效能的時(shí)代結束,必須用異質(zhì)的晶片電路設計來(lái)持續提升效能。
所以,從今而后CPU的核數不會(huì )再增加了嗎?答案為否,事實(shí)上Intel仍持續增加CPU的核數,但主要目標在支援谷歌(Google)、亞馬遜(Amazon)機房的云端運算服務(wù)需求,一個(gè)CPU有愈多核,意味可執行更多虛擬機器(Virtual Machine, VM),是針對特有云端業(yè)務(wù)而增加核數。
或者,一般手機內的應用處理器(Application Processor, AP)也持續增加核數,例如聯(lián)發(fā)科(MediaTek)的10核晶片,并不是著(zhù)眼于以更多核換取更高效率,而是不同的核采行不同的執行組態(tài),或不同的運作時(shí)脈等,因應不同的運算負荷(Workload)來(lái)啟用、關(guān)閉某些核心,達到隨時(shí)以最適當的核心來(lái)執行工作,讓效能與功耗兩者可兼顧、平衡。由此可知,多核設計依然需要,但轉向特定需求、細膩調控需求,不再是單純追求運算效能。
當然,即便工程人員早已體會(huì )增核并不能帶來(lái)等同于核數的效能提升,但就行銷(xiāo)著(zhù)眼仍是很誘人,多數終端消費者仍簡(jiǎn)單認定“數大就是美”,看到6核勝4核、8核勝6核,依然屢屢買(mǎi)單,即便門(mén)市人員苦心說(shuō)明勿有過(guò)度期望,甚至消費者也知曉其道理,但仍無(wú)法擺脫可炫耀的心態(tài),購買(mǎi)更多核的晶片或裝置,換得一季、半年向親友炫耀規格的權利。
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