Smrt skaliranja CPU-a: od jedne jezgre do mnogih - i zašto smo i dalje zaglavljeni

CPU oblatna

Prošlo je gotovo osam godina otkako je Intel otkazao Tejas i najavio planove za novu višejezgrenu arhitekturu. Tisak je gubio malo vremena na proglašavanje konvencionalnog skaliranja CPU-a mrtvim - i premda mediji imaju tendenciju da zakopavaju proizvode, trendove i povremeno ljude puno prije isteka roka, ovo je jedna izjava koja je izdržala test vremena.

Da biste razumjeli veličinu onoga što se dogodilo 2004. godine, moglo bi vam pomoći da pogledate sljedeću tablicu. Prikazuje broj tranzistora, taktove, potrošnju energije i paralelizam na razini instrukcija (ILP). Udvostručavanje broja tranzistora svake dvije godine poznato je kao Mooreov zakon, ali s vremenom su se također pokazale i pokazalo se da pretpostavke o performansama i potrošnji energije napreduju sličnim linijama. Moore je dobio sve zasluge, ali nije bio jedini vizionar na poslu. Desetljećima su mikroprocesori slijedili ono što je poznato kao Dennard skaliranje. Dennard je predvidio da se debljina oksida, duljina tranzistora i širina tranzistora mogu skalirati konstantnim faktorom. Dennardovo skaliranje je ono što je Mooreovom zakonu dalo zube; to je razlog zbog kojeg je mikroprocesor opće namjene uspio prestići i dominirati ostalim vrstama računala.

CPU skaliranjeCPU skaliranje pokazuje gustoću tranzistora, potrošnju energije i učinkovitost. Grafikon izvorno iz Besplatni je ručak gotov: temeljno okretanje prema istodobnosti u softveru



Izvorni 8086 privukao je ~ 1,84 W, a P3 1 GHz 33 W, što znači da se potrošnja procesorske energije povećala za 17,9 puta, dok se CPU frekvencija poboljšala za 125 puta. Imajte na umu da ovo ne uključuje ostala napretka koja su se dogodila u istom vremenskom razdoblju, poput usvajanja predmemorije L1 / L2, izuma izvršavanja izvan reda ili upotrebe super skaliranja i cjevovoda za poboljšanje učinkovitosti procesora. Iz tog razloga se devedesete ponekad nazivaju zlatnim dobom skaliranja. Ova proširena verzija Mooreova zakona održala se sredinom 2000-ih, kada su se poboljšanja potrošnje energije i takta srušila. Problem kod 90nm bio je taj što su tranzistorska vrata postala pretanka da spriječe istjecanje struje u podlogu.

Intel i drugi proizvođači poluvodiča imaju uzvraćao inovacijama poput zategnutog silicija, hi-k metalnih vrata, FinFET-a i FD-SOI - ali niti jedan od njih nije ponovno omogućio ništa poput skaliranja u kojem smo nekada uživali. Od 2007. do 2011., maksimalna brzina takta procesora (s omogućenim Turbo načinom rada) porasla je s 2,93 GHz na 3,9 GHz, što je porast od 33%. Od 1994. do 1998., taktovi procesora porasli su za 300%.

Copyright © Sva Prava Pridržana | 2007es.com