多核絕不是偶然 解析CPU單核過渡雙核[圖]

● 多核出現的必然性

摩爾定律：

    摩爾老先生最初是1965年為《電子學》寫行業展望的時候，第一次寫下了這個有名的預言，是說集成電路上的晶體管數目會以每年翻一番的速度增長。當時市面上的集成電路有30來個元件，在研發中的集成電路是60幾個。摩爾預言10年後會達到6萬個（事實上9年後就達到了這個數字）。這實在是驚人的准確了！雖然這只是一個行業發展估計，摩爾做這個預測還是非常嚴謹的。到1975年，考慮到電路板上空間的限制，摩爾認為不可能繼續保持這樣的增長速度，所以修正了他的預言，預測集成電路上的晶體管數目將以每兩年翻一番的速度增長。據說後來實際速度是每21個月翻一番。從1965年至今，四十多年了，摩爾的預測一直非常准確，被稱為『摩爾定律』真是當之無愧。

 Intel估計在到了2017年制程更精細至3nm

    那麼，集成電路上的晶體管數目會以大約每兩年翻一番的速度增長。這越來越多的晶體管究竟對廣大用戶有什麼意義？

    我們都知道現在的電腦比多年以前的功能強大多了，差不多二十多來年電腦的性能一直是跟主頻掛鉤的，主頻越高，性能越高。原因是芯片上的晶體管一代比一代多，就能做得更精細，執行指令的節拍（也就是主頻）更快。但電路越復雜，消耗的電能就越多，所以散熱問題就很突出了，終於成為制約性能提昇的瓶頸。記得前兩年看到網上一個搞笑圖片，在電腦的主板上煎雞蛋，我可笑不起來。

    從另一個角度來看這個問題：芯片上有大量的晶體管，能組成一個巨大的復雜電路，也可以組成很多個小的比較簡單的電路。但前者與後者相比，能耗就相差很大了，與之相關的發熱也相應有很大差距。多核的道路就是這樣出現在我們面前：在一個芯片上建造多個CPU內核，而不是建造單個巨大的CPU。這樣就可以在較小的能耗下，讓多個CPU共同工作，提高整體性能。摩爾定律告訴我們芯片上的晶體管會以指數增長，我們就能在一個芯片上建造越來越多的功能強大的CPU內核，從而繼續提高電腦的性能。今年二月我們在美國發布的『萬億級』80核的研究用芯片，只有指甲蓋大小，功耗只有62瓦。在十年前，同樣性能的計算機是用大約1萬個奔騰Pro芯片組成的超級計算機（1996年，ASCI Red），需要電力500千瓦。

    因此，走上了多核道路，電腦就會繼續大幅度提高性能，同時成為我們的好幫手。我們有理由相信不會再出現在CPU上攤雞蛋的現象。