英特尔|这些是商家不告诉你的,流行多核处理器的真正原因( 二 )


英特尔|这些是商家不告诉你的,流行多核处理器的真正原因
本文插图

以前CPU 的核心大概就是平面1.5平方厘米的硅片制作而成 , 一张12寸直径的硅片圆盘大约值2.8万美元 , 缩小尺寸意味着一片硅片圆盘上可以切出更多的CPU核心 。
所以 , 缩小CPU的尺寸 , 不光能解决发热问题 , 还能大幅度降低了成本 , 又提升了CPU的频率 , 简直是一举三得 。
但是 , 到2007年开始 , 缩小CPU尺寸这一招也接近极限了 。

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CPU晶体管放大图
我们现在的手机上的处理器上 , 大致有100亿个晶体管 , 这些晶体管是CPU算力的基础 。 刚刚我们说了 , CPU的核心是个平面为1平方厘米左右的硅片 , 就这么大个东西上要做100亿个晶体管 , 你可以想象每个晶体有多小了 。 如果晶体管再小下去 , 很可能就会出现"量子效应"——也就是说 , 芯片会变得不稳定、不可靠 。
越来越多的核心的真正原因
基于上面的原因 , CPU的企业们想到的办法就是多核心来增加算力 。
为了多核处理器能够正常工作 , 程序员在设计计算机语言和应用程序时 , 是尽量把单一任务拆分成多线程的任务 , 以此来平衡处理器之间的算力 。
举个例子 , 我们要给一张照片做一键美颜 , 一个CPU处理当然没问题 , 16个也行 , 只要把这个任务分成16份就可以了 。

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不过多核心处理器方案也有它的弊端:
1.有相当多任务压根就没法完成多任务 , 只能交给一个核心完成 。
2.多核心有算力浪费 , 假如单个4GHz的核心能提供1个单位的算力 , 4个3GHz的核心性能平均是2个单位的算力 , 相当于单个核心8GHz的水平了 。
3. 从单核增加到双核是性能提升最明显的 , 再增加到四核 , 八核 , 甚至二十核 , 带来的提升就越来越不明显 , 这不光是因为指令中确实有相当多的压根没法转化为多线程 。 还因为从单一任务分成多线程任务 , 再分配到每个处理器 , 最后再整合结果输出 , 这一系列多出的步骤本身就会浪费算力 。
当知道这些后回头看数码厂商 , 其实也挺难的 , 明明是整个行业遇到了技术难题 , 被迫用多核 , 又不得不营销多核的出色计算力 。
结语
好了 , 我们再回头看看文章开头的问题:"买手机或者电脑 , 处理器是单核好还是双核好?"
多核处理器并不能发挥1+1大于2的算力 , 多核也不是越多越好 , 它有它的极限 。 而且假如处理器行业 , 从根本上解决了发热问题 , 那么其实单核比双核要好 。
比如说 , 我以前文章介绍过 , 石墨烯材料中的"魔角"——当两层石墨烯之间有一个特别小的夹角的时候(大概1.1°) , 两层石墨烯的薄膜之间会交替出现超导和绝缘的区域 。 这种材料如果开发出来后 , 由于它超导的特性 , 基本上就不会有发热问题 。
我们之所以会脱口而出 , 认为多核更好 , 其实商家营销的结果 。 当然并不是商家更聪明 , 只是他们知道的更多 。 不过有了这些CPU的小知识 , 以后再有商家给你吹 , 他家的产品是16核的 , 多么快 , 性价比多么高 , 你会更理智的看待了 。


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