211service.com
Proč CPU nezrychlují
Centrální procesorová jednotka (CPU) – součást, která určovala výkon vašeho počítače po mnoho let – narazila na zeď.
Ve skutečnosti další generace CPU, včetně nadcházejícího Intel Sandy Bridge procesoru, se musí potýkat více stěn – úzké hrdlo paměti (šířka pásma kanálu mezi CPU a pamětí počítače); zeď paralelismu na úrovni instrukcí (ILP) (dostupnost dostatečného počtu diskrétních paralelních instrukcí pro vícejádrový čip) a zeď napájení (celková teplota a spotřeba energie čipu).
Ze tří je nyní pravděpodobně určujícím limitem výkonu moderního CPU power wall. Jak se CPU staly schopnějšími, jejich spotřeba energie a produkce tepla rychle rostly. Je to problém tak houževnatý, že výrobci čipů byli nuceni vytvářet systémy na čipu – konurbace menších, specializovaných procesorů. Tyto systémy jsou tak rozlehlé a rozmanité, že přiměly dlouhodobé pozorovatele z oboru, jako je Linley Gwennap z Microprocessor Report, zpochybňovat zda původní definice CPU vůbec platí pro dnešní čipy .
Gwennap poznamenává, že při vydání Sandy Bridge nemá Intel co nabídnout, pokud jde o lepší výkon CPU:
Jistě, našli několik míst, kde se dalo uštípnout a tu a tam nabrat pár procent výkonu, ale je těžké vylepšit vysoce nefunkční CPU se čtyřmi problémy, které už má nejlepší předpověď větve na světě.
Místo toho Intel nabízí nové čipy možnosti integrované grafiky a vylepšená manipulace s videem , přičemž obojí je realizováno částmi čipu vyhrazenými pro tyto úkoly – nikoli intelem CPU, které by je muselo řešit softwarově a v tomto procesu spálit mnohem větší procento energie a tepla čipu.
A co všeobecné výpočetní úlohy? Gennap vysvětluje že zde paradoxně není klíčem k dobytí mocenské zdi více síly – je to méně. Méně wattů na instrukci znamená více instrukcí za sekundu v čipu, který již běží tak horký, jak jen může:
Změny, které Intel provedl, se týkaly spíše výkonu než výkonu. Důvodem je, že procesory Intel (jako většina ostatních) jsou proti napájecí zdi. Za starých časů bylo cílem vymáčknout z potrubí více megahertzů.
Dnešní CPU mají k vypálení megahertz, ale jsou omezeny množstvím tepla, které systém dokáže vytáhnout. Snižte výkon procesoru o 10 % a můžete kompenzovat rychlost hodin, čímž přeměníte výkon na zvýšení výkonu. Většina návrhářských týmů CPU se nyní více soustředí na energetický rozpočet než na časový rozpočet.
To znamená, že alespoň s touto generací čipů Intel inovuje kdekoli, jen ne v samotném CPU.
Vzhledem k tomu, že procesory specifické pro úkoly jsou stále běžnější, nelze si nevšimnout paralel s nejvýkonnějším počítačem světa – lidským mozkem.
Mozek je plný vysoce specializovaných procesorových jader a také obecných výpočetních schopností. Pokud bude křemík pokračovat v trendu stanoveném evolucí, můžeme očekávat budoucí CPU, ve kterých bude centrální procesorová jednotka méně a méně důležitá, a procesory specifické pro úkoly se budou množit, dokud Systems on a Chip nezačnou připomínat zamotanou, rozlehlou metropoli, která se objeví. dobyl masivní paralelizaci způsobem, o kterém si počítačoví vědci nyní mohou nechat jen zdát.
Sledujte Mims na Twitteru nebo kontaktujte ho e-mailem .