為什麼CPU要從單核發展到多核?

2022-05-07 16:33:07 字數 837 閱讀 6840

這裡首先直接給出結論:cpu從單核發展到多核的原因是如果維持單核,則為了提高cpu效能只能不斷提高時鐘頻率,從而會導致cpu功耗急速上公升,導致機箱過熱,來不及散熱。

2023年,intel ceo 貝瑞特曾為奔騰4處理器的時鐘頻率無法突破4ghz而下跪道歉,並承認「兆赫神話」是錯誤的,即時鐘頻率並不是cpu效能的全部。

cpu的效能是每秒執行的指令數。公式如下:

cpu效能 = 時鐘頻率 × ipc

其中:

從中我們可以看出:

首先給出已知條件:

cpu功耗正比於"電流 × 電壓 × 電壓 × 主頻"

主頻正比於"電壓"

ipc正比於"電流"

我們可以看出:

cpu功耗正比於 "主頻的三次方"

cpu功耗正比於 "ipc"

因此:下圖為乙個笑話,即主機板太熱都可以在上面煮雞蛋。

原因有兩點:

根據moore定律,積體電路上可容納的電晶體數量每18個月翻一番,因此cpu上的電晶體數量會越來越多。

多核能夠使得在減少時鐘頻率的同時增加效能(多核能增加ipc),但事實上目前程式設計師寫的軟體幾乎都不是針對多核環境寫的。

目前,世界上最快的計算機是中國的"天河2號",cpu核數為3120000,根據沙行勉教授的觀點,這種計算機一般只是為了爭排名,根本不會實際使用,因為功耗太大。

雖然多核cpu是發展趨勢,但是程式設計師們的程式還是依舊還是老樣子,因此平行計算的學習是解決這個問題的方法。

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