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The Future of Microprocessors

时间:12-12 整理:3721RD 点击:
推荐一篇最新CACM上的文章,由Intel的两个牛人写的。简单列一下文章的提纲吧。
首先,回顾了Intel过去20年的微处理器性能提高1000X的原因:
1)Transistor-speed scaling
2)Core microarchitecture techniques
3)Cache memory architecture
总结来说(Figure 6),工艺水平提高贡献了100X,结构改进贡献10X,而且从
0.18um以后,主要是工艺贡献更大,但目前靠工艺的贡献也越来越小了。
其次,展望未来20年,要想继续得到1000X的性能提升需要解决哪些方面的挑战。
1)Package power/total energy consumption limits number of logic
transistors
2)Orchestrating data movement: Memory hierarchies and
interconnects
3)Pushing the envelope: Extreme circuits, variability,
resilience
4)Software challenges renewed: Programmability versus efficiency
作者在文章中自己也说,这些挑战其他人在其他地方都已经讲过很多次。但他们更严谨
一些,更多地通过一些数据和例子来论证他们的观点。

 CACM-2011-The_Future_of_Microprocessors.pdf

作者是intel的,所以他们认为工艺对处理器整体性能的进步贡献远大于结构。不过我觉得对手机AP等新兴应用来说比例远没有这么悬殊--手机AP采用新工艺的速度慢于桌面应用CPU,但是这些年性能进步神速,进步速度远快于桌面应用。
关于性能进一步提高的瓶颈在封装散热方面现在确实是这样,不过感觉5年内应该会有突破--呵呵,没有根据,只是感觉

市场需求决定一切,这两年流行的智能机要求onchip mem和CPU speed & bandwidth.
以及普遍流行的low power。

关于工艺方面不太赞同,以前可能AP都是小公司做,工艺都不用最新的
但是现在高通,NV等进入AP领域的都是一直使用最新工艺,snapdragon, tegra全都上TSMC最新工艺,MTK和展讯现在也都40nm了,比桌面32nm顶多也就慢一代。这些都是各大消费电子厂商的主流AP供应商
架构的确是决定性因素,但是架构有革命性的更新太少了,所以同一架构(或差异不大的,比如ARM好几个相似系列)使用的很长一段时间里工艺对芯片性能贡献更大

我坚持认为需求决定技术,而非技术决定需求

嗯,架构方面没什么重大突破,也就是多核啥的,最近还是靠工艺多

有时候会有这样一种想法
觉得以后的架构是不会怎么变
然后从下面几个方面去变
1.你提到的多核
2.处理器外挂加速器
3.半定制的,或者说可扩展的指令集。或者说,那个ALU是可编程的,自己想刷成什么样的指令集就刷成什么样的指令集。
嗯,我承认最后一点有点天马行空了

有一种说法是技术进步创造新的市场和需求,我深表赞同
手机这种东西产生前大家只想沟通方便,但是没有具体形式,但是工程师做出来以后这种明确的需求才形成

Jobs高举iPAD坚持认为,苹果的东西做出来就有市场,而不做就没有这个市场领域
.26

我深表不赞同。
工程师是需求的附属品。

也不能这么说
需求是无止境的
但真正能实现的需求是建立在现实技术的基础上的
所以真正能大规模实现的需求
还是技术决定的

后面这句没有意义,谁不是需求的附属品?市场,技术,资金,人才...
你能举一个不是需求附属品的例子?

人家jobs在没有技术能够满足他对产品定义的时候
他就不做
直到各种技术能够达到他要求为止

有天马行空吗?
tensilica 已经做这个十几年了吧。
几年前我曾一度认为他们将会是未来的主流,会对ARM构成很大的威胁。现在看来,至少不在消费类领域。

囧。。。为什么会有突破?散热就是body size、材料导热性能、结构几个
方面决定的,这些年都是芯片的发展速度远高于封装,现在封装成本很多时
候比die本身要高足以说明封装的步伐落后于晶圆工艺,从原理上讲,指望
封装散热有突破性的进展是没戏,还是降低芯片耗散功率靠谱。

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