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供应商考虑将小芯片作为CPU扩展选项

自2000年代初以来,制造商一直在不断增加CPU内核数量,并在单个芯片集成很多处理器以提高性能。这些芯片成品率的提高带来功能更强大的服务器、更低的数据中心延迟性以及更高的处理带宽。

作者:邹铮 编译来源:TechTarget中国|2020-06-28 08:40

对于扩展数据中心性能和支持各种新兴技术,多核CPU是基础。自2000年代初以来,制造商一直在不断增加CPU内核数量,并在单个芯片集成很多处理器以提高性能。这些芯片成品率的提高带来功能更强大的服务器、更低的数据中心延迟性以及更高的处理带宽。

而可扩展服务器CPU的成功可能要归因于小芯片。这些次CPU硅芯片不易出现缺陷,可为制造商提高芯片成品率,并提供新的数据中心性能和功耗优势,以及降低计算成本。小芯片可以帮助企业扩展处理能力,并为CPU设计树立新的先例。

当前CPU选项:增加套接字和多线程

当前大多数CPU都由多个内核组成,而不是单个处理内核,这些内核同时执行很多功能。除了双核和四核之外,制造商还制造6核、8核、10核、12核和16核CPU。增加的内核和多线程支持大型扩展系统和企业所依赖的各种用例。

CPU设计的改进是将数十亿个微型晶体管安装到计算机芯片上。随着芯片上晶体管数量的增加,制造商随后集中精力增加管芯尺寸,但这种方法导致功耗增加,并使制造成品率降低。

CPU制造商正在从单一单片芯片转向由较小的模块化部件组成的处理器,这些部件可以通过新方式重新组合。这是集成组件(例如图形电路和现场可编程门阵列)具有更大多样性的结果。

尽管双插槽处理器一直都存在,但企业可能并没有充分利用CPU,这会导致成本和资源效率很低。日益严重的机架电源问题和数据高需求技术驱动的计算需求增加,使单插槽和边缘服务器的部署率提高。同时,芯片制造商在继续提高CPU性能和容量。

除多核CPU外,多线程还可以利用大量数据用例的并发潜力。此外,多线程通过同时运行多个指令流来补偿处理器的效率低下,从而提高整体服务器性能。

例如,在具有超线程的四核处理器中,CPU实现了与八核处理器相当的线程化。这些虚拟内核共享相同的资源,可显着提高整体计算能力,从而有助于增强物理CPU。

小芯片如何提高处理能力

随着缩小的晶体管逐渐在设计和制造方面遇到挑战,供应商已转向小芯片:较小的硅片排列在单个封包中。小芯片旨在实现更高的性能和更高效的功耗目标,可帮助数据更快地移动,并支持更小、更便宜和更多连接的计算系统。随着芯片部件堆叠在中介层以形成多芯片模块,多个管芯之间的通信变得至关重要。

互连可帮助小芯片通过高速高带宽连接进行通信,并作为单个芯片使用。这种通信通过逻辑芯片的2D水平放置和3D垂直连接实现。另外,功能更强大的芯片使架构师混合和匹配IP块和处理技术与新设备中的存储器和I / O元素。

这种设计为处理器提供了更高的带宽和更低的延迟,因为多管芯和互连所提供的性能水平可以与完整的硅片媲美。独立的芯片制造团队可以设计和优化小芯片,然后对其进行混合和匹配,以快速形成具有增强处理能力的新系统。

小芯片设计和CPU的未来

该行业一直在通过小芯片集成向前发展,并在2019年成立开放专用域架构工作组,以建立行业标准和可行的生态系统。为了独立地构建芯片,制造商需要标准化的小芯片产品。这种方法的成功取决于建立全面的开放标准。

处理器尺寸限制使芯片制造商专注于创建更多的CPU容量–通过芯片上的多核、缓存和系统,而不是更快的处理器。通过在单个集成电路中使用多个堆叠的小芯片,制造商可以从多种可互换的CPU组件中快速组装产品。

小芯片有效地为未来的CPU模块化结构奠定了基础,这些模块化结构针对特定处理任务,并使用现成的系统组件。工程师在设计单个小芯片时,不必担心与中介层网络或其他制造商的小芯片之间的冲突。

【责任编辑:赵宁宁 TEL:(010)68476606】

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