多核革命 AMD首席技術官幫你解密CPU
2023-10-16 03:07:56
前言:本文的主題是「即將到來的多核革命,對處理器領域的期望、風險及影響」,顧名思義,既可以看作是對如今多核處理器的意義做出解釋,也可以看作試圖從多種不同角度讓人了解多核處理器的作用的一種期望。我們更傾向於後一種方式,因為隨著時間的推移,多核處理器將在計算行業的轉型中扮演不同的重要角色。
AMD首席技術官Phil Hester
本文旨在深入討論微處理器設計領域中「平衡」與「優化」的含義。
● 首先介紹一下處理器術語
◎多核處理器出現之前,技術領域是什麼狀況?
在試圖介紹多核計算發展之前,我們有必要先在術語和目標方面達成共識。令人訝異的是,這一領域中的很多常用詞彙用在計算產品的生產方、採購方和用戶方,涵義迥然不同。若針對這些不同的涵義進行研究,將顯著增加複雜度和權衡取捨的難度,而它們對於工程設計流程卻是至關重要的。
「平衡」的概念:
對於「平衡」,韋氏在線辭典共列出了 12 個定義,其中與本文關係最為密切的定義有兩個:
第5項
a:由於在垂直軸的兩端分布等量的重量而產生的穩定性。
b:在對比、對立或交互元素間的均衡性。
c:帳目兩端的總值相等。
第6項
a:在美學意義上多個元素的完美整合
在計算機系統中,人們對於「平衡」的理解多是這兩種概念。前者是定量、分析性的,但卻試圖迅速將這一定義結合到各種複雜因素之中。計算機系統應該在哪些屬性上體現出「對稱分布」?我們認為,這些重要的屬性包括:成本、價格、功耗、物理尺寸、可靠性以及眾多相對獨立的性能屬性的任意主體。在選擇哪些屬性實現「平衡」,或如何將多種屬性比較整合成單一的「平衡」標準時,將不會存在顯而易見的「正確答案」。
當考慮計算機系統的多維設計/配置空間時,「平衡」的美學定義帶有設計者強烈的個人色彩,但應用到工程和業務空間上時,如果忽略定量因素,則會使整個 「平衡」概念失去效用。
這些標準定義的缺乏表明了一種不容忽視的微妙關係。在本文中,我們很高興能夠繼續使用「平衡」一詞,但需要指出,在清晰定義的定量環境中(包括如何將它們組成單一的優化問題),該詞只具有數量含義。
「優化」的概念
對於「優化」,韋氏在線辭典中僅列出 1 個定義:使事物(例如一個設計、系統或決策)儘可能完美、起作用或有效的一種行動、流程或方法;具體指參與其中的數學程序(例如找到函數的最大值)。
對於此術語,計算機用戶最常見的使用錯誤,是錯誤地將編譯器理解為「優化器」,在此情況下,往往只將「優化」用作「改進」的同義詞。雖然詞意相近,但優化(在其數學含義中)指的是在存在約束的條件下(也可能只是由目標功能自身產生的約束限制),將特定的目標功能最小化或最大化。與之對照,「改進」是指「使事物變得更好」,並不具有「優化」概念中至關重要的「權衡」的意義。
計算機系統設計中的優化是指,選擇使特定目標功能最大化或最小化的參數,同時,還通常為其他目標功能提供「次級優化」解決方案。在普遍使用的目標功能中,有很多參數相互矛盾,例如,低成本與高性能、低功耗與高性能等。設計參數一旦相互牴觸,就將根據具體目標功能的量化公式找到「最優」設計點——例如明確要求,提升10%的性能(或把功耗降低 10%)對其他設計目標會產生怎樣的影響?
【文章導航】
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◎補充說明
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◎功耗問題
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◎市場需求問題
價格趨勢
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