单纯追求处理器时脉的时代已过,未来处理器发展将朝向"时脉、多核心、微架构"中作出平衡,而Intel微处理器研究员Bob Crepps则透露了更多Intel未来多核心发展的大方向。据Bob表示,现时不少人均认为多核心处理器比较耗电,其实这个说法并不正确。
Bob举例把单核心及双核心的效能功耗表现对比,如果双核心电压及时脉均降低至85%,总功耗将约等于2 x 0.85 x 0.85 x 0.85,与单核心的功耗相同,但其每调执行指令数却比单核心高出1.8倍 (2 x 0.85),由此可知多核心设计比单纯以单核心提升时脉,拥有更高的效能功耗比(Performance per Watt)。虽然多核心处理器成本较高,但随著制程的进步使成本降低,多核心将会和微架构改良一样,成为未来处理器效能提升的火车头。
下一代四核心架构桌面处理器Kensifield及伺服器处理器Covertown,虽然只是单纯地把两颗双核心的Conroe或WoodCrest封装在同一颗处理器上,但未来将会采用多核心将会保持Share Cache设计,以减少对前端汇排流(Front Side Bus)的负担。同时各个核心将拥有独立的工作时脉及电压,因此负载而调整,以达至最高的省电效果,除此之外将进一步改良供电模组的反应时间减少功耗浪费。
在未来,多核心不再是单纯地将相同的核心加进同一片晶片上,而是分开通用核心及专门处理核心,称为Heterogeneous Multi-Core Architecture,一些复杂的处理如压缩、语音辨识,物理运算等将交由专门处理核心处理,而且各核心内建交错连接结构(Interconnect fabric)提升运算效率。现时Intel正为多核心处理器作出努力,与软件业界紧密合作希望配合软件的支持。
图一︰在同一微架下,双核心把时脉及电压减少15%,理论上功耗将会相同,但每周期指令执行数则是1.8倍。
图二︰Intel未来多核心朝向异类多核心设计,在x86架构的核心加入特殊功能核心,核心可于内部进行资料交换。
图三︰特殊功能核心可减轻弥x86处理器的不足,图为TCP OPffload引擎,而未来将发展至网络处理引擎、影像解码/编码、语音引擎等,提供最佳的效能功耗表现。
图四︰未来多核心的电源管理,除了改良供电模组反应时间,Intel亦把每个核心的时脉为电压作独立设计,因应负载而作出调整。
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