#頭號創(chuàng)作者激勵計劃#
你有沒有發(fā)現(xiàn),你每天都在用的電腦,已經(jīng)好多年沒有升級過了。
廠商集體躺平,英特爾2009年四核八線程,2025年還是四核八線程!
這管牙膏已經(jīng)擠了16年!
大家好我是火箭叔,到底是擠牙膏,還是科技樹真的點(diǎn)不動了? 今天三分鐘扒光CPU老底!
幾十年前,CPU的主頻就像一匹脫韁的野馬:從上世紀(jì)九十年代的幾十兆赫一路狂飆,到2005年前后幾乎跑到了4GHz。那段時間,只要頻率能往上提,性能就會成倍增長——就像是一輛運(yùn)輸車,開得越快,就運(yùn)得越多??傻搅?003年左右,這匹野馬突然被一道隱形屏障攔住:更高的主頻意味著更高的功耗、更高的溫度,散熱和電費(fèi)的雙重壓力讓繼續(xù)提速變得不劃算。簡單來說,4GHz左右成了主頻的“天花板”,過了這個頻率,CPU就容易“燒斷管腳”。
面對主頻提升的天塹,工程師們很快找到了新思路:多核化。既然一輛車跑不快了,就多派幾輛并行作業(yè)。2005年,Intel和AMD先后推出雙核處理器,把兩套“駕駛艙”并排塞進(jìn)一片硅片;隨后又升級到四核、六核、八核,旗艦級玩家甚至把核心數(shù)量堆到16、32顆。多核就像多輛運(yùn)輸車一起干活——即便單車速度不變,但總體運(yùn)量翻倍也能干更多活兒,特別是面對能夠并行處理的任務(wù),表現(xiàn)尤為搶眼。
但“多核”也不是萬能藥。隨著核心數(shù)不斷增多,單核的主頻卻難以再上一個檔次;再加上線程調(diào)度的開銷,以及不支持并行的程序往往只能跑在一個核心上,多核優(yōu)勢有時反而無處發(fā)揮。于是,Intel在12代酷睿上玩起了“大小核”混合架構(gòu):讓少數(shù)高性能大核沖刺、讓一堆低功耗小核穩(wěn)住后勤,試圖兼顧高頻性能和多線程吞吐量。但這又帶來了調(diào)度復(fù)雜、核心閑置的問題——大核空轉(zhuǎn)、小核吃力,調(diào)度算法成了新難題。
與此同時,芯片制程也在不斷挑戰(zhàn)物理極限。從90nm、65nm一路縮到5nm、3nm,再往下走就要面對量子隧穿:電子不聽話地鉆過本該隔絕的“墻”,導(dǎo)致漏電、功耗陡增,芯片不只不“更小更快”,反而變得更難控制發(fā)熱。更別提信號傳輸速度永遠(yuǎn)追不上光速,想靠更高主頻壓縮延遲,也不得不面對電信號傳播的物理極限。
這些嘗試和困境交織在一起,形成了CPU性能發(fā)展的一條主線:早期靠主頻沖刺,后來靠核心密度堆核多線程,接著借助異構(gòu)架構(gòu)和工藝改進(jìn)維持微小增量。從2018年到2023年,多核化帶來了年均9%~14%的性能提升;但到2025年,新增性能甚至出現(xiàn)輕微下滑,一些頂級架構(gòu)的單核性能增長已經(jīng)難以察覺。對絕大多數(shù)日常應(yīng)用——瀏覽網(wǎng)頁、辦公軟件、高清視頻、主流游戲——4到8核、3到4GHz的處理器已經(jīng)足夠用,用再多核心和高頻帶來的體驗(yàn)差距幾乎察覺不到。
那既然傳統(tǒng)硅基CPU在主頻和核心數(shù)上都碰到了“物理和需求雙瓶頸”,業(yè)界自然就開始把目光投向更遠(yuǎn)的未來:量子計算。
量子比特可以“同時處于0和1”的疊加態(tài),理論上能讓某些計算任務(wù)實(shí)現(xiàn)指數(shù)級加速。舉個簡單例子你馬上就能明白:想象你有 16 個抽屜,每個抽屜里都有一張獎券。傳統(tǒng)電腦就像你一次只能打開一個抽屜,看看里面的獎券是哪一張;要檢查所有獎券,你得一個個抽屜來回開 16 次??闪孔颖忍?,能讓這 16 個抽屜同時“咻”地打開,一下子就能知道所有獎券的情況——就好像一瞬間瀏覽了全部抽屜里的獎券,而不用一個個來回打開。這樣一來,有些需要同時比較所有可能項的計算,就能快上很多倍......比如,密碼破解、分子模擬、組合優(yōu)化等等。但是,要把它從實(shí)驗(yàn)室?guī)У侥阄易烂?,還得假以時日......誤差校正、低溫操作、可擴(kuò)展性等重重難關(guān),還卡在它的面前。
OK,總結(jié)來說,過去那種靠堆“主頻+核數(shù)”的玩法在今天確實(shí)是玩不動了,傳統(tǒng)CPU的性能提升也已進(jìn)入“微增量時代”。你要硬說英特爾、AMD沒東西了,也有一定道理。而且,現(xiàn)在的CPU,對普通用戶來說,早已性能過剩。所以哪怕他們后面真沒東西了,我們,也不會是那個著急的人。
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