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处理器趋势:晶体管、功耗与核心[图]
发布时间:2024-01-08 | 版权所有:球王会网页版

  说起国际固态电路会议(ISSCC),虽然距离开幕还有三个月时间,但组织者们早已经忙活起来准备各种资料,比如这篇介绍半导体技术发展趋势的文档就非常有参考价值,特别是总结了微处理器近十年来在晶体管集成度、功耗、时钟频率、核心数量等方面的发展。

  首先是晶体管集成度,直接代表了一颗芯片的复杂程度,也是摩尔定律的重要内容。1993年的的时候,一颗处理器内还只有区区200万个晶体管,但到今天,Intel 32nm Itanium安腾处理器已经打来了创纪录的31亿个,一路直线上涨。

  功耗往往会随着性能的提升而水涨船高,1996-2008年间就是如此,但近年来随着厂商的重视,大量电源管理技术和系统级电源优化技术不断实现,使得处理器的整体功耗反而呈现下降趋势,现在基本又回到了2004年的水平。

  举例来说,IBM zEnterprise的频率提升了20%而达到恐怖的5.2GHz,但功耗相比上一代却没有任何增加;中国龙芯3B也是对能效予以重点关注,最终做到了仅仅40W。这些都意味着更低的成本、更简单的散热需求、更绿色的产品。

  频率大战曾经是处理器的唯一武器,不过早已经转变成核心大战,频率开始停滞不前,甚至出现了整体下滑的趋势。当然,这也是功耗得以降低的一个重要因素。

  不过在很多应用领域,高频率仍然是非常受欢迎的,特别是单线程环境中,上边提到的IBM zEnterprise 5.2GHz就是***的例子。

  除了极个别的众核心架构,常规微处理器的核心数量也一直在稳步增加,今年我们就看到了十核心的Intel Westmere-EX Xeon E7、八核心的中国龙芯3B、八核心的AMD推土机FX、四核心的IBM zEnterprise等等,而且架构设计越来越多样化,应用范围也开始出现明显的差异化。

  在博锐之后,英特尔公司第一款打出明确的“智能计算”旗号的产品,则是去年3月发布的至强5500处理器,它面向的是目前服务器市场上占有份额最高、应用最普遍的双路服务器,除了提供同类产品中最为理想的性能表现外,它另一大亮点,就是能够帮助用户实现无需人工干预的应用负载均衡、实时节能和对虚拟化应用的强有力支持。

  IBM表示,五十多年来,计算机处理器一直在以惊人的速度提升性能、缩小尺寸,而且如今已经完全依赖于CMOS工艺技术,但随着摩尔定律逐渐接近极限,传统方法很快就会走到尽头,亟须引入新的材料和电路架构。不同于以往仅在试验室内实现,IBM现在成功将新的材料、新的电路架构运用到了200毫米晶圆上,有望为计算、通信、消费电子提供全新的技术根基。

  AtomAvoton定位于微服务器——新兴的、易于安装和维护的低功耗、可扩展计算装置。一套微服务器可能包括操作系统、硬件和由系统供应商预装的应用程序,用于轻量任务处理(例如HTML网页服务,或处理大数据分析中的分支任务。)Avoton处理器最值得企业关注的原因是,它为低功耗的Atom核心增加了64bit支持,还有适合高吞吐量的太网和虚拟化功能。

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