多核绝不是偶然 解析CPU单核过渡双核

● 多核出现的必然性

摩尔定律：

    摩尔老先生最初是1965年为《电子学》写行业展望的时候，第一次写下了这个有名的预言，是说集成电路上的晶体管数目会以每年翻一番的速度增长。当时市面上的集成电路有30来个元件，在研发中的集成电路是60几个。摩尔预言10年后会达到6万个（事实上9年后就达到了这个数字）。这实在是惊人的准确了！虽然这只是一个行业发展估计，摩尔做这个预测还是非常严谨的。到1975年，考虑到电路板上空间的限制，摩尔认为不可能继续保持这样的增长速度，所以修正了他的预言，预测集成电路上的晶体管数目将以每两年翻一番的速度增长。据说后来实际速度是每21个月翻一番。从1965年至今，四十多年了，摩尔的预测一直非常准确，被称为“摩尔定律”真是当之无愧。

 Intel估计在到了2017年制程更精细至3nm

    那么，集成电路上的晶体管数目会以大约每两年翻一番的速度增长。这越来越多的晶体管究竟对广大用户有什么意义？

    我们都知道现在的电脑比多年以前的功能强大多了，差不多二十多来年电脑的性能一直是跟主频挂钩的，主频越高，性能越高。原因是芯片上的晶体管一代比一代多，就能做得更精细，执行指令的节拍（也就是主频）更快。但电路越复杂，消耗的电能就越多，所以散热问题就很突出了，终于成为制约性能提升的瓶颈。记得前两年看到网上一个搞笑图片，在电脑的主板上煎鸡蛋，我可笑不起来。

    从另一个角度来看这个问题：芯片上有大量的晶体管，能组成一个巨大的复杂电路，也可以组成很多个小的比较简单的电路。但前者与后者相比，能耗就相差很大了，与之相关的发热也相应有很大差距。多核的道路就是这样出现在我们面前：在一个芯片上建造多个CPU内核，而不是建造单个巨大的CPU。这样就可以在较小的能耗下，让多个CPU共同工作，提高整体性能。摩尔定律告诉我们芯片上的晶体管会以指数增长，我们就能在一个芯片上建造越来越多的功能强大的CPU内核，从而继续提高电脑的性能。今年二月我们在美国发布的“万亿级”80核的研究用芯片，只有指甲盖大小，功耗只有62瓦。在十年前，同样性能的计算机是用大约1万个奔腾Pro芯片组成的超级计算机（1996年，ASCI Red），需要电力500千瓦。

    因此，走上了多核道路，电脑就会继续大幅度提高性能，同时成为我们的好帮手。我们有理由相信不会再出现在CPU上摊鸡蛋的现象。<