Ο θάνατος της κλιμάκωσης της CPU: Από έναν πυρήνα σε πολλούς - και γιατί εξακολουθούμε να έχουμε κολλήσει

CPU γκοφρέτα

Έχουν περάσει σχεδόν οκτώ χρόνια από τότε που η Intel ακύρωσε την Tejas και ανακοίνωσε τα σχέδιά της για μια νέα αρχιτεκτονική πολλαπλών πυρήνων. Ο Τύπος έχασε λίγο χρόνο για να κηρύξει τη συμβατική κλιμάκωση CPU - και ενώ τα μέσα έχουν την τάση να θάβουν προϊόντα, τάσεις και περιστασιακά ανθρώπους πολύ πριν από την ημερομηνία λήξης τους, αυτή είναι μια δήλωση που έμεινε το τεστ του χρόνου.



Για να κατανοήσετε το μέγεθος του τι συνέβη το 2004, μπορεί να σας βοηθήσει να συμβουλευτείτε το παρακάτω γράφημα. Δείχνει μετρήσεις τρανζίστορ, ταχύτητες ρολογιού, κατανάλωση ισχύος και παραλληλισμό σε επίπεδο εντολών (ILP). Ο διπλασιασμός των μετρητών τρανζίστορ κάθε δύο χρόνια είναι γνωστός ως νόμος του Μουρ, αλλά με την πάροδο του χρόνου, έγιναν επίσης παραδοχές σχετικά με την απόδοση και την κατανάλωση ενέργειας και αποδείχθηκε ότι προχωρούσαν σε παρόμοιες γραμμές. Ο Moore πήρε όλη την πίστωση, αλλά δεν ήταν ο μόνος οραματιστής στη δουλειά. Για δεκαετίες, οι μικροεπεξεργαστές ακολούθησαν αυτό που είναι γνωστό ως κλιμάκωση Dennard. Ο Dennard προέβλεψε ότι το πάχος οξειδίου, το μήκος τρανζίστορ και το πλάτος τρανζίστορ θα μπορούσαν να κλιμακωθούν από έναν σταθερό παράγοντα. Η κλιμάκωση του Dennard έδωσε στα δόντια της τον νόμο του Moore. είναι ο λόγος που ο μικροεπεξεργαστής γενικής χρήσης μπόρεσε να προσπεράσει και να κυριαρχήσει σε άλλους τύπους υπολογιστών.

Κλίμακα CPU Κλίμακα CPU που δείχνει πυκνότητα τρανζίστορ, κατανάλωση ισχύος και αποδοτικότητα. Γράφημα αρχικά από Το δωρεάν μεσημεριανό γεύμα τελείωσε: Μια θεμελιώδης στροφή προς την ταυτόχρονη σύνδεση στο λογισμικό



Το πρωτότυπο 8086 έφτασε ~ 1,84W και το P3 1GHz έφτασε τα 33W, πράγμα που σημαίνει ότι η κατανάλωση ισχύος της CPU αυξήθηκε κατά 17,9x ενώ η συχνότητα της CPU βελτιώθηκε κατά 125x. Λάβετε υπόψη ότι αυτό δεν περιλαμβάνει τις άλλες προόδους που σημειώθηκαν κατά την ίδια χρονική περίοδο, όπως η υιοθέτηση της προσωρινής μνήμης L1 / L2, η εφεύρεση εκτέλεσης εκτός παραγγελίας ή η χρήση υπερκατασκευών και σωληνώσεων για τη βελτίωση της αποτελεσματικότητας του επεξεργαστή. Γι 'αυτό το λόγο οι δεκαετίες του 1990 αναφέρονται μερικές φορές ως η χρυσή εποχή της κλιμάκωσης. Αυτή η διευρυμένη έκδοση του νόμου του Μουρ ισχύει στα μέσα της δεκαετίας του 2000, οπότε κατέρρευσε η βελτίωση της κατανάλωσης ενέργειας και της ταχύτητας του ρολογιού. Το πρόβλημα στα 90nm ήταν ότι οι πύλες τρανζίστορ έγιναν πολύ λεπτές για να αποφευχθεί η διαρροή ρεύματος στο υπόστρωμα.

Η Intel και άλλοι κατασκευαστές ημιαγωγών έχουν αντεπιτέθηκε με καινοτομίες όπως τεντωμένο πυρίτιο, μεταλλική πύλη hi-k, FinFET και FD-SOI - αλλά κανένα από αυτά δεν έχει ενεργοποιήσει ξανά κάτι σαν το scaling που κάποτε απολαύσαμε. Από το 2007 έως το 2011, η μέγιστη ταχύτητα ρολογιού CPU (με ενεργοποιημένη τη λειτουργία Turbo) αυξήθηκε από 2,93GHz σε 3,9GHz, αύξηση 33%. Από το 1994 έως το 1998, οι ταχύτητες ρολογιού της CPU αυξήθηκαν κατά 300%.

Copyright © Ολα Τα Δικαιώματα Διατηρούνται | 2007es.com