未来CPU会有多少核心?

业界 作者:DoNews 2021-01-02 19:52:59 阅读:87



文/DoNews专栏作者 maomaobear
图/IC Photo

最近两年,随着AMD的崛起,CPU的核心数变得越来越多,以前四核心8线程的处理器是i7,如今四核心八线程已经是i3了。而AMD的5950X已经16核心32线程了。

未来CPU核心会越来越多吗?多少核心够用呢?我们来看一下。

从单核心到多核心

在PC出现后很长一段时间,CPU都是单核心的。到了单核心性能难以继续提升之后,发展出双核心,四核心,八核心。

在服务器端和高性能计算领域,很早就遇到性能瓶颈,早年的解决办法是单核心处理器,但是多路并行。后来当PC处理器发展出双核心、四核心之后,服务器和高性能计算领域也在使用多核心处理器。同时操作系统也对多核心并行有越来越好的支持,win10最多可以支持1024个物理核心。

在多核心出现之后,关于单核心性能与多核心性能就有了分歧。用户体验和理论性能不一致。理论上高频少核性能差,但是体验并不差。

这主要是因为程序支持的原因,程序支持多核心真得能支持的好,那么我们的处理器不是今天的样子。而应该是一大堆小核心,英特尔至强堆56个大核心,桌面堆64个小核心。手机堆64个更小的核心。苹果也不会搞什么M1的大核心,而是把小核心做32个来用。

事实上,大多数程序对多核心支持是有限的,只是上限逐步提高。

同时,体验方面,对于不支持多核心的程序,操作系统支持多核心,只是把单核心任务轮流分给各个处理器,还是处理器的单核性能依然决定体验。

多核心带来的高性能很多时候并不能在实际应用中获得收益。

处理器发展的两条路线

在高性能计算领域,往往是硬件比较昂贵,软件去配合硬件,无论编程多困难,都要去优化。

这样在高性能计算领域,就可以尽可能得使用多核心处理器,获取更高的性能。

但是,性能本身是一个平衡的问题。强核心性能强功耗大,可以堆20个。弱核心性能弱功耗低,可以堆100个,但是这100个性能加起来比20个强。

但是100个处理器,互联的效率未必高。效率损失后,100个就未必比20个强了。

AMD现在8个核心堆在一起,然后再互联。英特尔很久以前就搞过众核,现在堆28个核心,再两个互联,有56个核心。神威是64个核心+1个管理核心,然后四组260个核心。富岳是12个核心+1个管理核心,四组52个核心。GPU如果看成并行计算机的话,核心就更多了。

这些核心数都是与架构,互联体系相关的,尽可能提升多核心的效率。

所以,高性能领域,软件适应硬件,一定是核心数越来越多。

而在消费领域,是有大量应用软件,硬件要根据软件情况来发展,强大的高频单核心依然决定性能体验。多核心超过一定数量,用户在大多数程序中感知不到。

所以,在消费领域,苹果的路线是对的,在效率可接受的情况下,把大核心做大,提升IPC。核心数看软件的优化的情况。

如果大多数软件只能支持双核心,那就两个大核。如果支持四核心,那就四个大核心。

对于最难多核心优化的游戏来说,现在主流游戏8个核心都没有问题。所以8核心16线程很长一段时候都会够用。

未来的混合计算

对于用户来说,所使用的程序是不确定 ,有些程序只能支持四核心、八核心,有些程序多多核心优化的非常好。有多核心处理器,会有更好的性能表现。

针对用户的灵活需求,未来可能发展出混合计算的模式。

对于普通需求,有一块八核心,16核心的CPU,对于高性能计算,有一块独立的多核心计算卡,这块计算卡可能是GPU,可能是众核的CPU,可能是可编程的专用单元。用户可以灵活应对不同的应用场景。

这种混合计算单元,可能集成到一块IC上面,形成另外一种可以高性能计算的大小核。

我们未来看到就不是4大4小这种手机SOC的大小核,而是4大64小这种类似超级计算机的大小核。混合计算或成为处理器的未来。

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