Page 176 - 信息的脉络

·信息的脉络·
使 GPU 发展速度和性能提升呈现几倍，甚至几十倍的效果。GPU 的性能提升减轻
了 CPU 的运算压力，并使 AI 的推理处理能力达到每秒 100 万次的效率。但是当
工程师大幅提升某部分的运算能力时，其他无法再加快的部分就会成为瓶颈。

多核时代
21 世纪初，不论是从制程角度还是功耗问题来看，人们无法再像以前一样增

加 CPU 的主频来加速计算。英特尔和 AMD 也很早就意识到了这个问题，所以
都将目光投向多核 CPU，如今单核 CPU 产品最高主频是英特尔奔腾 4 处理器的

3.8GHz，而且英特尔近期没有开发 4GHz 以上单核的计划。
多核处理器使芯片处理速度继续遵循摩尔定律的指挥。多核处理器具有如下

特点：①控制逻辑简单。相对于复杂的超标量处理器和超长指令字处理器，多核
处理器系统的控制逻辑简单、易于实现；②高主频。由于控制逻辑相对简单、包
含极少的全局信号，线延迟影响比较小，因此在同等工艺条件下，多核处理器的

硬件实现要获得比超标量微处理器和超长指令字微处理器更高的工作频率；③低
通信延迟。由于多个处理器集成在一块芯片上，采用共享 Cache 或者内存的方式，

多线程的通信延迟会明显降低；④低功耗。通过动态调节电压 / 频率、负载优化分
演化发展等技术，可以有效降低芯片功耗；⑤设计和验证周期缩短到个月，并且

单位面积上晶体管数量成倍增加。
这些优点有效地拯救了摩尔定律，多核处理器时代正在来临。在可以预见的

未来，包含有内核的数量和质量，不仅可以降低芯片级验证的难度，而且集成了
成百上千个处理内核的微处理器可以极大地提高处理器的外部效能（包括主频、
功耗系结构设计者是一个严重的挑战，而且对于操作系统设计等）和性能指标（如

双核处理器的性能改善），对应用开发者来说将是一场新的革命。多核并行处理器，
这个原本只有服务器和大型机才有的技术，如今也飞入了寻常百姓家。这种变革

的影响，对整个信息产业，从底层硬件到上层软件，都将是非常深远的。
从单核到双核到多核的发展就证明了摩尔定律还是非常正确的。他说：“从
单核到双核再到多核的发展，可能是摩尔定律问世以来在芯片发展历史上速度最

快的性能提升过程。”

生物计算机
量子计算机显然比生物计算机获得了更多人的眼光。但是生物计算机也取得

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