CPU发展趋势概谈

在AccelerEyes公司多年，有一件一直令我感到诧异的事情就是很多人因为错过了计算行业的趋势，从而影响对大局的认识。为了有助于大家，我会发表一些文章，包括从高层次方向的解释。如果有错误，希望大家能指正，但是，在一般情况下，我认为我对重要趋势的理解，是相当准确的。

今天，我就开始谈论CPU处理的趋势。

让我们从已知的内容开始：CPU是中央处理单元，是计算机的主处理器。你可能在中学的时候就会在图上标注出CPU、硬盘驱动器、键盘、鼠标、显示器、软盘驱动器。

直到10年前左右，CPU处理器主要是通过提高它们的时钟频率来提高速度。您可能还记得的CPU 的速度从MHz提高至1 GHz，然后到...然后到3 GHz。你很少听到CPU可以超过4 GHz运行。有一个很重要的原因。如果频率太高，实际上该芯片可能因为过热而融化掉了。今天，你通常会看到CPU运行在2到3GHz，这是在10年前就已经实现了。

有办法可以使CPU运行速度更快。但是，这需要保持冷却，使他们不融化。即使在2-3 GHz，你的电脑需要很多的风扇和导热金属设备（称为散热片）以吹走芯片上的热量。这就是为什么你的电脑会发出噪音，正是您的CPU冷却风扇的原因。但风扇只能对于2-3 GHz的CPU管用。如果你想再往上，你需要液体冷却解决方案。然而，除非是真正的骨灰级电脑爱好者和游戏玩家，没有人真的想在自己的电脑里弄液体。 因此，为了在过去的10年中不断提高速度，CPU制造商不得不寻找其他的方法来改善这件事情。他们发现可以添加更多的CPU核心（其中每个是一个完整的CPU）到一个相同的CPU芯片上。一个核可以做的一件事（如播放电影），其他核可以做别的事情（比如运行Microsoft Excel）。由于这些任务分为不同的CPU核心，每个核心并不需要花费太多时间来完成任务，这样在不提高时钟频率的情况下，你可以有效地得到更快的体验。

这是并行计算技术第一次进入大家视野的一大途径。在CPU上，这就是所谓的“任务并行”，为了让程序使用所有CPU资源，该软件必须重新编写和重新编译，因为要考虑处理器体系结构发生了变化。

因此，在过去的10年里，我们已经经历了从单核、双核、四核。但同样，你不会看到很多的CPU具有4个以上的实际核心。这是因为在一个芯片上有4个核心，芯片尺寸增加，电源/热又开始上升。如此反复，CPU已经再次突破了一些物理障碍。而这个时候CPU进入了一个更困难的时期，就是搞清楚如何提供显着的性能改进。主要是CPU依赖于晶体管更小，这样每个核的电力需求能降低，从而可以增加更多的内核

幸运的是，对于大多数人来说，常规双核或四核CPU足以满足任务要求。如果你的电脑很慢，很可能是您的硬盘驱动器（可升级到SSD，这是目前为止，最好的方式来加快您的计算机）。

然而，科学家，工程师，金融分析师（即运行大型模拟），CPU仍然缓慢。 AccelerEyes成立于2007年，正好是在计算革命的风口浪尖上，即高端计算领域的专业人士认为CPU不再能够提供他们应用所需要的速度。

这个问题的答案是使用其他的处理器，作为CPU的补充，以协助完成计算任务。 于是开始利用显卡上的GPU（图形处理单元）作为CPU计算任务的伴侣。在我的下一篇文章中，我将讨论GPU如何在世界科学计算发展上占有一席之地。

什么样的并行处理在您的应用程序中用到？