微處理器的原生(Native,,并非用封裝技術(shù)拼裝而成)多核化發(fā)展,,最受矚目的開端,當(dāng)是超微(AMD)于2005年4月推出的雙核版Opteron,,雖然在此之前IBM已推出POWER4,,同樣為原生雙核設(shè)計,,但因為已高階商務(wù)運算為主,因而較不受重視,。
AMD推出雙核版Opteron后,,即開啟x86處理器的雙核、多核戰(zhàn)役,,英特爾(Intel)初期處于落后追趕狀態(tài),,但之后逐漸超越。對于Intel而言,,除了不期望輸給AMD外,,更大的發(fā)展動機在于,處理器已難用單純的拉高頻率時脈方式來提升效能,,但半導(dǎo)體制程的縮密技術(shù)仍持續(xù)精進,,因此改以多核方式提升效果,更簡單說,,是用電路面積空間換取效能,, 舍棄過往用時間(時脈)換取效能。
不過,,這種提升效能的路子也有極限,,不可能無窮無盡,甚至可說在整個處理器效能的提升的長遠歷史中,,多核路線的適用時間還短過時脈頻率拉升時間,。
多核無法無窮盡提升效能,從其他非x86架構(gòu)處理器也可獲證,,例如PlayStation 3電視游樂器所用的Cell處理器,,其8個核心就少有軟體商能徹底發(fā)揮其效能,多數(shù)在5,、6個左右,,又如高階UNIX 系統(tǒng),雖宣稱最高可達64個處理器,,但多數(shù)運用在超過20顆處理器后就難再拉升效能,,64顆通常只是方便分割、調(diào)配運用,。
在無法單純用增核提升效能后,,Intel長久以來的獲利模式“給客戶更多效能”難以維持,,必須另辟他路,因而有了類似GPGPU的Xeon Phi,,不過Xeon Phi需要改寫程式才能發(fā)揮其效果,,并不相容原有x86應(yīng)用程式。
到了2015年6月,,Intel宣布收購FPGA大廠Altera,,此舉等于更加宣布Intel采行轉(zhuǎn)向方式以維持其效能提升策略,Xeon Phi需要改寫程式才能加速,,F(xiàn)PGA亦同,。事實上,在科學(xué)研究的高效能運算領(lǐng)域,,早已將繁復(fù)使用的函式改以FPGA電路實現(xiàn),,如此與傳統(tǒng)CPU+軟體的運算方式相比,可以快上數(shù)十倍,,甚至上百倍,。
不僅如此,近年來百度(Baidu),、微軟(Microsoft)也在其搜尋引擎機房內(nèi)使用FPGA,,好加速搜尋速度、搜尋準確速度等,。
從2005年AMD提出雙核x86,,到Intel于2015年購并Altera,加上Xeon Phi等,,等于宣布用多核加速效能的時代結(jié)束,,必須用異質(zhì)的晶片電路設(shè)計來持續(xù)提升效能。
所以,,從今而后CPU的核數(shù)不會再增加了嗎?答案為否,,事實上Intel仍持續(xù)增加CPU的核數(shù),但主要目標在支援谷歌(Google),、亞馬遜(Amazon)機房的云端運算服務(wù)需求,,一個CPU有愈多核,意味可執(zhí)行更多虛擬機器(Virtual Machine, VM),,是針對特有云端業(yè)務(wù)而增加核數(shù),。
或者,一般手機內(nèi)的應(yīng)用處理器(Application Processor, AP)也持續(xù)增加核數(shù),,例如聯(lián)發(fā)科(MediaTek)的10核晶片,,并不是著眼于以更多核換取更高效率,而是不同的核采行不同的執(zhí)行組態(tài),,或不同的運作時脈等,,因應(yīng)不同的運算負荷(Workload)來啟用,、關(guān)閉某些核心,達到隨時以最適當(dāng)?shù)暮诵膩韴?zhí)行工作,,讓效能與功耗兩者可兼顧,、平衡。由此可知,,多核設(shè)計依然需要,但轉(zhuǎn)向特定需求,、細膩調(diào)控需求,,不再是單純追求運算效能。
當(dāng)然,,即便工程人員早已體會增核并不能帶來等同于核數(shù)的效能提升,,但就行銷著眼仍是很誘人,多數(shù)終端消費者仍簡單認定“數(shù)大就是美”,,看到6核勝4核,、8核勝6核,依然屢屢買單,,即便門市人員苦心說明勿有過度期望,,甚至消費者也知曉其道理,但仍無法擺脫可炫耀的心態(tài),,購買更多核的晶片或裝置,,換得一季、半年向親友炫耀規(guī)格的權(quán)利,。