为了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年代初期以来,制造商一直在增加CPU内核的数量并将许多处理器封装在单个芯片上以提高性能。这些芯片产量的提高导致更强大的服务器、更低的数据中心延迟和更高的处理带宽。可扩展服务器CPU的成功可能要归功于小芯片。这些子CPU硅芯片不易出现缺陷,可以为制造商提高芯片良率,并提供新的数据中心性能和功耗优势,以及更低的计算成本。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。当前的CPU选项:增加套接字和多线程大多数当前的CPU由多个内核组成,而不是单个处理内核,它们同时执行许多功能。除了双核和四核,制造商还生产6核、8核、10核、12核和16核CPU。增加的核心和多线程支持大型系统和企业所依赖的各种用例。CPU设计的一项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,制造商随后将注意力集中在增加管芯尺寸上,但这种方法导致功耗增加和制造良率降低。CPU制造商正在从单一的单片芯片转向由更小的模块化部件制成的处理器,这些部件可以以新的方式重新组合。这是图形电路和现场可编程门阵列等集成组件更加多样化的结果。虽然双路处理器一直存在,但企业可能没有充分利用CPU,导致成本和资源效率低下。日益严重的机架功率问题和由数据密集型技术驱动的计算需求增加导致单路和边缘服务器的部署率增加。与此同时,芯片制造商继续提高CPU性能和容量。除了多核CPU之外,多线程还可以利用数据密集型用例的并发潜力。此外,多线程通过同时运行多个指令流来补偿处理器的低效率,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实现的线程可与八核处理器相媲美。这些虚拟内核共享相同的资源,可以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晶体管的缩小对设计和制造的挑战越来越大,供应商已经转向小芯片:将更小的硅片排列在一个封装中。小芯片旨在实现更高的性能和更高效的功耗目标,帮助数据传输更快,并实现更小、更便宜和连接更紧密的计算系统。随着芯片组件堆叠在中介层上以形成多芯片模块,多个裸片之间的通信变得至关重要。互连有助于小芯片通过高速、高带宽连接进行通信,并作为单个芯片发挥作用。这种通信是通过逻辑芯片的2D水平放置和3D垂直连接来实现的。此外,更强大的芯片让架构师能够在新设备中将IP块和处理技术与内存和I/O元件混合搭配。这种设计为处理器提供了更高的带宽和更低的延迟,因为多管芯和互连提供的性能水平可与全硅相媲美。独立的芯片制造团队可以设计和优化小芯片,然后将它们混合搭配以快速形成具有增强处理能力的新系统。Chiplet设计和CPU的未来该行业一直在推进chiplet集成,并于2019年成立了开放私有域架构工作组,以建立行业标准和可行的生态系统。要独立构建芯片,制造商需要标准化的chiplet产品。这种方法的成功取决于建立全面的开放标准。处理器尺寸的限制让芯片制造商专注于创造更多的CPU容量——通过多核、高速缓存和片上系统——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小芯片,制造商可以使用各种可互换的CPU组件快速组装产品。小芯片有效地为未来针对特定处理任务并使用现成系统组件的CPU模块化结构奠定了基础。设计单个小芯片的工程师不必担心与插入器网络或其他制造商的小芯片发生冲突。
