摩爾定律還能走多遠?—— CPU 的內存瓶頸
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本文引用地址:http://cqxgywz.com/article/201608/294834.htm摩爾定律的發展,對于 CPU 的時鐘速度,和普通內存 (DRAM) 的讀取延遲上,進步速度是不一樣的。其差距每年以 50%的速度增長。

為了緩解這個矛盾,高速緩存 (Cache) 最早是以外置的形式出現在1985年的英特爾的 386的處理器上。
真正的芯片上的內置的緩存,最早是在1989年的 486處理器上出現,當時容量只有 8 KB, 到九十年代容量提高到 16 KB.
緩存容量過大,會影響搜尋速度,所以又出現了二級, 三級緩存。 這里有很多微妙的設計細節,此處不表。
緩存, 本質上就是以 SRAM (靜態隨機存儲器)為基礎的內存。 而SRAM, 本質上就是六個晶體管結構組成的邏輯單元, 如下圖。

隨著晶體管的小型化,芯片設計者就不斷在 CPU 芯片上增加更多的內置的高速緩存。
以 2015年九月英特爾出品的 14 納米 i7-6560U 處理器為例, 它有兩個內核 (core), 每個內核有 64 KB 的一級緩存, 256 KB 的二級緩存, 并共享一個 4 MB的三級緩存。
用于緩存的晶體管占整個CPU 芯片上的晶體管的比例,也從 486時代的 40%左右,到今天許多CPU上接近 90%. (數據出處來自威斯康辛大學 Doug Burger 的論文, “Syetem-level Implication of Processor Memory Integration” )
換句話說,計算的管理,將近90%的內涵, 實際上是對內存記憶的管理。
不管在什么行業,如果做到了高效地搜尋和存儲海量的數據, 你可能就已經成功了90%.











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