多核之后CPU 的发展方向是什么.docx
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1、首先回顾一下计算机体系结构领域三个定律:子尔定律、枚本定件.贝尔定竹.摩尔定律就不用多说了,但想表达一个观点是摩尔定律未死,只是不断放缓。摩尔定律摩尔定律未死:单位面积晶体管数量仍增加,只是不断放缰2.摩尔定律让芯片上的晶体管数量不断增加,但一个问题是这ItV讣三了吗最近MIT团队在Science上发表了一篇文章ThereSp1.entyofroomattheTop:Whatwi1.1.drivecomputerperformanceafterMoore,s1.aw?,给出他们的答案:髭然以有.可以来看一下M1.T团队开展的一个小实验(见下面PPT)假设用Python实现一个矩阵柒法的性能是1
2、,那么用C语言重写后性能可以提高50倍,如果再充分挖掘体系结构特性(如循环并行化、访存优化、SIMD等),那么性能甚至可以提高63Q00倍,然而,真正能如此深入理解体系结构、写出这种极致性能的程序员绝对是凤毛读角.对于处理器来说,就是之间的平衡.最近这一波开始转向了追求性能功耗,于是专用结构开始更受关注.性曾专兵4.第三个定律是Q尔定这是GordonBe1.1.在1972年提出的一个观察,具体内容如下面的PPT所述。值得一提的是超级计算机应用最高奖“戈登贝尔奖就是以他的名字命名.贝尔定律每隔10年,会出现*类计算机(新编程平台、新网络连接、新用户接口、新使用方式且更廉价),形成新的产业5 .贝
3、尔定律指明了未来一个新的发展趋势,也就是AIoT时代的到来.这将会是一个处理器需求再度烽发的时代,但同时也会是一个需求碎片化的时代,不同的领域、不同行业对芯片需求会有所不同,比如集成不同的传感器、不同的加速器等等。如何,“对上片上、求?这又将会是一个挑战.A1.。T的需求碎片化问题隹能物联网(A1.oT)时代到来,处理器芯片规模将达至阡亿以上.但A1.oT需求碎片化,现有处理器设计方法无法效应对,需发展处理器芯片ifii+哪方法I“a1.wnARMSHI*it方法:遢用*的指令Ir1.1.MUK1OOOMM).XK(-S1.B)mtt(2w.哂t人m*孝”6 .这三个定律都驱动计算机体系结构向
4、一如何实现DSA.这又涉及到两个方面:为了追求性能功耗,有三条主要的设计原则(见下面PPT);为了应对碎片化需求,则需要发展出处理器敏捷设计新方法.(这个回答就不介绍敏捷设计方法了)Domain-SpecificArchitecture(DSA)7 .在谈一些具体技术之前,我们可以先总体/-7寸去几十年CPU-1能是如何扰升的.下面这页PPT列出了1995-2015这二十年Inte1.处理器的架构演进过程一一这是一个不断迭代优化的过程,集成了上百个架构优化技术。这些技术之间还存在很多摺合,带来很大的设计复杂度。比如2011年在SandyBridge上引入了大页直技术,要实现这个功能,会涉及到了
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