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Intel大牛:摩尔定律未死 下代CPU IPC性能大涨

作者:匿名 时间:2019-11-11 21:04:35 人气:2238

每次我们谈到cpu处理器的发展,似乎摩尔定律都是不可绕过的,特别是对于英特尔来说,因为它是由英特尔前两位创始人之一的戈登·摩尔提出的,而英特尔也是多年来摩尔定律最虔诚的追随者。

半导体工艺进入10纳米节点后,业界一直在谈论摩尔定律(Moore Law)近年来的失败,但英特尔没有让步,仍然坚持摩尔定律没有消亡。

在去年底的第一个英特尔架构日,英特尔高级副总裁兼首席架构师raja koduri和tscg高级副总裁、硅工程总经理兼cpu Daniel谈论了英特尔的六大技术支柱,包括流程和封装、架构、内存和存储、互连、安全和软件,其中流程和架构技术是英特尔指数增长的一部分和关键。

说了这么多,有什么意义?最近吉姆·凯勒做了一次巡回演讲,并在加州大学伯克利分校发表了一个多小时的演讲。他谈到摩尔定律和从8080到最新的10纳米冰湖处理器的cpu微体系结构的演变。更重要的是,他还提到了未来的发展方向。

对cpu架构感兴趣的学生值得仔细学习。在这里,让我们来看看丹尼尔详细谈论的cpu。

吉姆·凯勒:摩尔定律将来可以小型化50倍

无论是从英特尔的角度还是从他自己的观点来看,吉姆·凯勒都坚定地支持摩尔定律,并在许多场合捍卫摩尔定律的有效性。这次也不例外。他首先介绍了摩尔定律,并提出了摩尔定律没有死的观点。

他把自己对摩尔定律的看法分为四个部分,根据(不)相信摩尔定律和(没有死)来划分。那些相信摩尔定律并且相信摩尔定律没有死的人充满了挑战。

此外,吉姆·凯勒还抽出了几个大人物,即英伟达首席执行官黄仁勋和伯克利学校的丹尼尔·大卫·彼得森,他们都属于“摩尔定律死亡”阵营。

不止两个人持这种观点。事实上,来自不同公司和不同派别的人有不同的理由支持或反对摩尔定律。这就是为什么gpu制造商经常不赞成摩尔定律的持续有效性,而amd和TSMC,除了英特尔,近年来也遵守摩尔定律。

摩尔定律的核心内容是晶体管密度持续缩小,即越来越多的晶体管被集成。吉姆·凯勒并不像说摩尔定律没死那么简单。他提出了一个重要的观点——晶体管将来会继续缩小50倍,即电流密度的50倍。

对此,吉姆·凯勒指出,未来仍有许多技术手段可以继续增加晶体管的密度。其中,finfet 3d晶体管和栅极缩放可以使密度增加3倍,而纳米线、堆叠纳米线可以使密度增加2倍。在未来,包装技术的进步也可以使用。例如,晶片对晶片和核心对晶片可以分别提供2倍和2倍的密度增加。经过计算,晶体管的密度在未来还可以进一步增加大约50倍,所以摩尔定律还远未失效。

吉姆·凯勒:cpu微体系结构继续升级英特尔正在为ipc的线性升级开发新的体系结构

除了技术进步带来的密度增加之外,吉姆·凯勒(jim keller)还在cpu微体系结构的开发上投入了大量空间,该体系结构从最初的英特尔8080引入到sunny cove,这是一种用于10纳米冰湖处理器的新体系结构。

SunnyCover是英特尔新一代cpu微内核路线图的第一段。其设计目标是显著提高st单线程性能。英特尔此前公布的数据显示,SunnyCover内核的ipc性能与skylake相比有了显著提高,提高了40%以上,平均而言,ipc性能也提高了18%,这可以说是近几代cpu架构中最大的改进。

由于空间限制,阳光湾核心的技术细节将不在此详细描述。我们以前已经介绍过一些文章。请参考以下文章。

英特尔阳光湾建筑“烂眼睛”:10纳米祝福大量材料

为什么要开发新的cpu架构?吉姆凯勒比较了多年来cpu的变化。冰湖发电的ipc性能是早期vax 11/780处理器的28倍,整体性能为14000倍。

在演讲的这一部分,吉姆·凯勒(jim keller)还提到英特尔正在开发更先进的cpu微体系结构,其性能提升更接近线性增长(指ipc性能和晶体管尺寸增长之间的正相关关系。过去,晶体管显著增加,但ipc性能不一定同时增加这么多)。凯勒强调这个内核对他们来说是一个很大的改变,用玩家的习惯来说,cpu架构不会再挤牙膏了。

总之,吉姆·凯勒(jim keller)的观点是摩尔定律远未失效,未来晶体管密度可以增加50倍。几乎每个功能单元都有创新的空间,没有什么是不可能的。

除了处理技术,cpu微内核也将继续创新。指令集、分支预测和体系结构可以得到优化。ipc性能将随着晶体管规模的增加保持线性增长。这是一个巨大的变化。

最后,吉姆.凯勒还提到了他的老朋友拉贾.科杜里总结的一条定律--新架构每十年将性能提高十倍。他还引用了诺贝尔奖获得者费曼的名言,即使在原子水平领域,仍然会有足够的创新。

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