在上一篇《CPU里面有什么》中,我们提到了,
CPU的功率与主频成正比,同时也与更加精良的设计工艺有关。那么,如果我们不断改进设计工艺,同时无限制地提高主频,是不是就可以无限制地提高CPU的计算能力呢?
然而,事实并非如此。
让我们看一看Intel主流消费级CPU主频的演进历史:
100MHz 1996年 Pentium
200MHz 1997年 Pentium MMX
400MHz 1999年 Pentium II
800MHz 2001年 Pentium III
1.6GHz 2003年 Pentium 4
3.2GHz 2013年 四代Core i5
6.4GHz ……………………遥遥无期
这是为什么呢?
原来,理想和现实是有差距的。
正如直播平台的网红小姐姐在现实中有可能是资深美女一样,数字电路教科书上横平竖直的波形,在实际电路中并非如此:
这是课本上的波形
这是示波器抓到的波形
可见,频率越高,数字信号越容易被干扰。为了抵抗干扰,需要提升数字电路的电压。但,提升电压带来的后果却是——
如果电压提升10%,那么将导致功率增加20%。这种平方正比关系,是让使用者无法接受的。
这也就是CPU主频迟迟没有突破4GHz大关的原因。
那么,既然主频停滞不前,戈登·摩尔指出的,每18个月,计算机的计算能力翻倍,又是如何实现的呢?
我们可以使用另一种方式解决问题:
既然频率不能提升,我们可以在一台计算机中安装多个CPU,甚至将多个CPU内核封装在一颗处理器中。
这就是在21世纪初进入消费级市场的多核技术。
目前,Intel 酷睿处理器支持的核数已经达到8个,而服务器使用的XEON白金处理器更是达到28个之多。其他厂商也有基于ARM、MIPS的多核处理器进入市场,并统治特定细分市场领域。
有了多核技术,IT行业的摩尔定律得以续一秒!