近三十年CPU的發(fā)展歷程,,大致可劃分為三個(gè)時(shí)代:主頻驅(qū)動(dòng)時(shí)代、多核驅(qū)動(dòng)時(shí)代以及初現(xiàn)端倪的架構(gòu)驅(qū)動(dòng)時(shí)代,。 三大時(shí)代如同三次工業(yè)革命,,推動(dòng)著CPU技術(shù)一次又一次飛躍。同時(shí),,三大時(shí)代之間并非相互區(qū)隔,、完全獨(dú)立,而是彼此之間存在著交錯(cuò)與融合,。當(dāng)不同時(shí)代的技術(shù)特征在某一時(shí)間點(diǎn)產(chǎn)生共振,,強(qiáng)烈的化學(xué)反應(yīng)如同“等到天黑的完美煙火”,炫麗綻放,。那一刻,,我們的感同身受就是時(shí)代和技術(shù)躍遷的寫(xiě)照。 在這個(gè)過(guò)程中,,英特爾與AMD的兩強(qiáng)之爭(zhēng)既是各個(gè)時(shí)代的主導(dǎo)者,,也是各個(gè)時(shí)代本身的親歷者…… ·主頻驅(qū)動(dòng)時(shí)代 讓我們把時(shí)間回溯到上世紀(jì)70年代。 1968年成立的英特爾放棄大力發(fā)展存儲(chǔ)器業(yè)務(wù)之后,,轉(zhuǎn)而進(jìn)入了微處理器領(lǐng)域,,并于1971年11月帶來(lái)了世界上第一個(gè)商用微處理器——4004。彼時(shí)其主頻僅有108KHz,,最高時(shí)脈也僅有740KHz,。此后,8008,、8080,、8086等相繼問(wèn)世,直到大家耳熟能詳?shù)?0286,、80386(即286,、386),,再到大獲成功的586,,即第一代奔騰,,以及后來(lái)一系列奔騰處理器,每一代新品迭代的驅(qū)動(dòng)力正是“頻率升級(jí)”,。從最初的108KHz,,到2004年6月,英特爾發(fā)布的采用3.4GHz頻率的奔騰4處理器,,頻率驅(qū)動(dòng)成為這一時(shí)代CPU發(fā)展的主旋律,。 然而當(dāng)CPU頻率達(dá)到3GHz以上之后,在當(dāng)時(shí)的制程工藝下想要再往上拉升頻率換來(lái)性能提升,,不能說(shuō)完全沒(méi)有可能,,只能說(shuō)要付出的代價(jià)極大。 因此,,當(dāng)奔騰系列跨入3GHz主頻之后,,英特爾在2002年發(fā)布的奔騰4 3.06GHz處理器上,第一次推出了超線(xiàn)程技術(shù),,這一技術(shù)可以同時(shí)快速運(yùn)行多個(gè)計(jì)算應(yīng)用,,或?yàn)椴捎枚嗑€(xiàn)程的單獨(dú)軟件程序提供更高性能。而超線(xiàn)程技術(shù)的出現(xiàn),,可以說(shuō)是為多核驅(qū)動(dòng)時(shí)代的到來(lái)埋下了伏筆,。 ·多核驅(qū)動(dòng)時(shí)代 2005年4月,英特爾推出第一款雙核處理器——奔騰至尊版840,,在主頻為3.2GHz基礎(chǔ)之上,,提供了更多核心設(shè)計(jì),高主頻+多核心的共振,,讓奔騰至尊版840成為具有劃時(shí)代意義的新品,,也宣告了以核心為驅(qū)動(dòng)力的時(shí)代正式到來(lái)。 此后,,奔騰D系列將高主頻與多核心逐漸完美融合,,直到那個(gè)名為“酷睿”的家伙出現(xiàn),,CPU多核時(shí)代正式拉開(kāi)帷幕,。 從2006年開(kāi)始到2021年,無(wú)論是英特爾還是其競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手AMD,,核心數(shù)量之爭(zhēng)始終主導(dǎo)著這15年來(lái)CPU發(fā)展的前行方向,。甚至連制程工藝的每一次迭代,都可以被看作是為“堆疊核心數(shù)量”而服務(wù),。尤其是進(jìn)入到2017年,,AMD憑借Zen架構(gòu)銳龍?zhí)幚砥鞑粩鄬?duì)英特爾發(fā)動(dòng)攻勢(shì),,在頻率始終不能占優(yōu)的情況下,生生靠著堆核心數(shù)量讓英特爾酷睿一次次陷入窘境,。 近五年來(lái),,英特爾與AMD之間的競(jìng)爭(zhēng),可以說(shuō)是多核驅(qū)動(dòng)時(shí)代的高潮階段,,其精彩程度,,讓每一個(gè)身臨其境的人都能夠深刻感知。 ·架構(gòu)驅(qū)動(dòng)時(shí)代 在被AMD銳龍緊緊追趕的這五年里,,擺在英特爾面前最為棘手的問(wèn)題就是兩個(gè)字——破局,。 英特爾現(xiàn)有制程工藝下,堆疊更多核心不是辦不到,,而是需要深入考量功耗,、散熱等現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。尤其是對(duì)于移動(dòng)端平臺(tái)來(lái)說(shuō)更是如此,,如果解決不好就會(huì)適得其反,。因此,架構(gòu)驅(qū)動(dòng)時(shí)代伴隨著特殊的封裝工藝,,以及英特爾12代酷睿的出現(xiàn),,開(kāi)始嶄露頭角。 正如前面所言,,每一個(gè)時(shí)代之間是相互交錯(cuò)與融合的,,頻率驅(qū)動(dòng)與多核驅(qū)動(dòng)時(shí)代的集大成者可以說(shuō)是奔騰D和酷睿2,而頻率,、核心以及架構(gòu)驅(qū)動(dòng)時(shí)代集大成者現(xiàn)在來(lái)說(shuō)還為時(shí)尚早,,但12代酷睿完全可以被看做是這一時(shí)代開(kāi)啟的先驅(qū)者。 以最為典型的12代酷睿i7-12700H處理器為例,,它同時(shí)擁有三個(gè)時(shí)代的典型特征,,包括:高達(dá)4.7GHz的睿頻加速能力,14核20線(xiàn)程的多核心設(shè)計(jì),,將高頻與多核完美融合的英特爾異構(gòu)混合架構(gòu)以及與之匹配的英特爾硬件線(xiàn)程調(diào)度器,。 12代酷睿發(fā)布以來(lái),強(qiáng)悍的高頻與多核性能一舉將以多核為核心的AMD銳龍?zhí)幚砥飨品诘?,重新形成碾壓之?shì),。不僅如此,異構(gòu)混合架構(gòu)除了彌補(bǔ)酷睿處理器核心數(shù)量不太夠的問(wèn)題之外,,還巧妙地解決了散熱問(wèn)題,。Intel 7(10nm)與TSMC 6nm工藝的比拼中,前者在散熱方面有著驚人表現(xiàn),。面對(duì)日常滿(mǎn)載96℃,,甚至100℃的TSMC 6nm銳龍6000系列處理器,,Intel 7的12代酷睿滿(mǎn)載平均溫度差一些的90℃,好一些的只有80多℃,,架構(gòu)設(shè)計(jì)的威力與妙處,,從每一個(gè)細(xì)節(jié)都展現(xiàn)的淋漓盡致。 反觀(guān)AMD,,雖然慢了一拍,,但也有傳言稱(chēng)AMD將在2024年通過(guò)Strix Point異構(gòu)架構(gòu)而邁入架構(gòu)驅(qū)動(dòng)時(shí)代,。 ·結(jié)語(yǔ) 回顧三個(gè)時(shí)代的變遷,,有一個(gè)詞會(huì)不由自主的出現(xiàn)在筆者腦海中,那就是“極限”,。 頻率的極限催生出了核心,,核心的極限凸顯了架構(gòu),尤其是在制程工藝不斷向1nm邁進(jìn),,物理極限的突破或許正需要彎道超車(chē),。 在架構(gòu)驅(qū)動(dòng)時(shí)代到來(lái)之前,英特爾率先意識(shí)到了這種“彎道超車(chē)”的必要性,。還記得那個(gè)名為“Kaby Lake-G”的CPU嗎,?它通過(guò)英特爾EMIB封裝技術(shù)以及異構(gòu)架構(gòu),將英特爾CPU與AMD GPU結(jié)合在一起,,打造出了一代經(jīng)典的冥王峽谷NUC,。 隨后(2019),英特爾展示了首款基于Foveros 3D封裝技術(shù)打造的LakeField主板芯片,,它首次將英特爾10nm Ice Lake CPU與22nm小核心集成在一起,,以極小的體積打造了一個(gè)完整功能的PC主板。而它,,很顯然是英特爾12代酷睿異構(gòu)架構(gòu)的雛形和試水,。 在半導(dǎo)體芯片領(lǐng)域披荊斬棘半個(gè)多世紀(jì)的英特爾無(wú)疑是敏銳的,異構(gòu)混合架構(gòu)適時(shí)出現(xiàn),,正是英特爾“破局”的關(guān)鍵,,是一次現(xiàn)在與未來(lái)的雙向奔赴,也是讓CPU發(fā)展歷程步入全新的架構(gòu)驅(qū)動(dòng)時(shí)代的導(dǎo)火線(xiàn),。當(dāng)新老時(shí)代的交融再次共振,,引線(xiàn)熄滅之后,新一輪的花火將在夜空綻放,。 |
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