3. 集成图像处理器成新方向——多核异构
根据 Amdahl 定律 ,由于受到必须逐次执行软件的限制,即使通过增加同种 CPU 内核数量,多核微处理器并不能相应地提高数据处理量。
例如,按照 Amdahl 定律,如果将微处理器数目增加 16 倍,假设软件中必须依次执行的比例占 20%时,处理量最多只能提高至 4 倍。这还是简化了计算所得到的结果,并没有考虑为确保缓存一致性而保持的同步动作,以及多个内核集中访问主存时所需的等待时间等因素。因而处理量不一定能提高 4 倍,特别是服务器经常同时面对多个处理要求,如果各个处理所涉及的数据相互独立,其逐次执行的部分会很少。
正是在这种情况下,多核异构处理器异军突起。此外,动态和静态图像分析以及信号处理等新的应用,推动了多核异构处理器的发展。这方面的典型就是 AMD 公司。
各厂商的方案及历程如下表所示:
厂商 |
方案 |
特点及应用 |
AMD |
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日本 |
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小结一下:
芯片上配备更多内核后,总线很可能成为提高系统性能的瓶颈,因此连接多个内核的接口自然地成为关注点。AMD 的 HyperTransport 3.0 和 Intel 的 Quick Path 技术都是用于解决这一问题的。可以说,总线已成为提高多核处理器计算性能的关键。
4. 插曲:ARM 与 Intel 在手持设备市场的“厮杀”
曾几何时,微软在上网本市场占有明显优势,占据了 80%~90%的份额,这个数字的背后是微软的家用基础版 XP 加上 Intel 的低功耗 Atom 处理器。
2008 年,Atom 处理器以超低电压芯片的形态正式亮相,被应用于三星推出的 7 英寸迷你 PC 产品 Q1。从那个时候开始,Atom 处理器进入了飞速发展的阶段,到了第二年,在各式各样的上网本中,均可以看到它的身影。但是,到了 2012 年,上网本已经无法满足消费者的使用需求,这类产品也因此被市场淘汰掉。尽管如此,Atom 处理器仍然存活了下来,并且其载体开始转向了低端笔记本、平板以及智能手机等设备。
但是,当 Linux 加 ARM 的微处理器架构出现的时候,局面出现了逆转。ARM 处理器以功耗低、电池使用周期长以及成本低而受到广泛赞誉。正是基于这个原因,ARM 与 Qualcomm、NVIDIA、TI 甚至 Apple 合作,使其 CPU 打入新兴的上网本市场。而 Intel 显然不满足于当时它的 Atom 在上网本市场取得的成绩,于是设法抢占属于 ARM 的手持设备以及移动互联网设备市场。
但事实却是不容乐观的,2015 年,业界这样评价 Atom:
“Atom 处理器这一路走来,跟成功这两个字似乎一点关系都没有,因为它没能让搭载它的产品成为市场的主流,其性能是最重要的因素,没有之一。”
在惨痛的事实面前, Intel 重整旗鼓,于 2016 年 11 月,推出新一代 Intel Atom 处理器,从头开始研发的全新 Intel Atom 处理器 E3900 系列,支援快速发展且日趋复杂的物联网事业。E3900 系列针对网路边界的应用,提供卓越效能以及独特的功能组合,包括工业、汽车、视讯、製造、零售等市场。
全新的 Intel Atom 处理器 E3900 系列实物图
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系列汇总:
之五:处理器的三国时代:DR 公司盛气凌人,IBM 转身成就微软
之六:32 位处理器的攻“芯”计:英特尔如何称霸 PC 江湖?
之十:SuperH 系列处理器:昔日惠普 Jornada PDA 的“核芯”
之十九:开启多核时代的 Yonah:它是英特尔酷睿 core 的开发代号
之二十:除了 Core iX 系列,你未曾注意的架构还有这些!
之二十二:CPU 的主频、倍频、超频,不是频率越高速度就越快
之二十三:这张漫画告诉你,为什么双核 CPU 能打败四核 CPU?