处理器趋势:晶体管、功耗与核心[图]

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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。

 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。
 
  值得一提的是,芯片晶体管规模的庞大主要来自容量越来越大的缓存,比如Intel 32nm Itanium具备多达54MB,IBM zEnterprise也有30MB,桌面级的Intel Sandy Bridge-E都有15MB了。
 

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。 

责任编辑:张玉 来源: 驱动之家
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