多核多核的出现是技术发展的必然性

Question

如题所述

Answer 1

自上世纪八九十年代以来，技术进步和应用需求推动了微处理器性能的提升。一方面，半导体工艺技术的迅猛发展提出了新的挑战，同时也为体系结构研究提供了广阔天地；另一方面，体系结构的创新又在工艺进步的基础上进一步强化了处理器性能。工艺、电路技术和编译技术的联合效应，分别使得处理器性能提升了约20倍、4倍和1.4倍，然而，这种规律并非永恒不变。多核的出现，正是技术演进与需求驱动的必然产物。

首先，晶体管时代的逼近预示着新的性能瓶颈。摩尔定律预测，微处理器的速度和集成度每18个月翻一番。当前，主频已达4GHz，数据宽度也扩展到64位，而制造工艺的革新使得0.13um工艺的芯片已批量生产，90nm以下的下一代技术也不再遥远。面对预计2010年将超过10亿个晶体管的芯片，如何有效利用这些资源成为亟待解决的问题。多核通过在一个芯片上集成多个处理器核，成功地利用了这些丰富的资源，提高了能效。

其次，随着VLSI工艺的进步，晶体管门延迟降低，但全局连线延迟却逐渐增大。当工艺精细到0.18微米以下，线延迟成为性能提升的瓶颈。相比之下，多核的分布式结构，因其较少的全局信号，相较于集中式超标量处理器，在应对线延迟方面具有明显优势。

最后，Pollack规则的提出，也证实了多核设计对于应对复杂系统延迟的必要性。在门延迟和全局延迟的动态平衡中，多核设计以其灵活性和效率，成为技术发展和现实应用的必然选择。