Intel 在处理器内部搭的这张网,为未来上网体验的革命做好准备

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2017-07-13 14:07

作为爱范儿北京办公室年龄最大的一位,在关于 CPU 这件事上才让我感觉到自己已经老了。

在我们刚接触 PC 的年代,一台 PC 性能高低的指标是可以视觉量化的,一排排内存、一块块硬盘,在不通电的情况下都在对外说着:我很厉害。

可现如今,当我在发布会现场为一排排的内存模组而激动的时候,办公室的小伙伴的表情如同在看外星人。

这种变化,既来自于 PC 技术仿佛十几年的停滞不前,也来自于人们使用互联网习惯的迅速改变。

新至强的这张网,让顶级的处理器再快一点

先来说下“至强”,Intel 的处理器分好几个系列,大家可能比较熟悉的是奔腾(Pentium)和酷睿(Core),而至强(Xeon)则是 Intel 针对企业服务器和工作站设计的高端芯片。

通俗的说,你可以理解成 Intel 的处理器档次大致是这样的:专业服务器至强,高端性能用户酷睿 i7,中端酷睿 i5/i3,低端奔腾/赛扬(Celeron)。

普通用户可能永远不会想到去买一块至强,但是你要知道几乎每天用的网络服务,服务器大多都在用至强就好了。插句话,我个人一直认为至强和奔腾是 IT 界为数不多的音译和意译都兼顾了的好名字。

近几年,由于人类科技树的不给力,处理器单核性能的攀升不再像上世纪末那样一日千里,因此单 CPU 多核心和单机多 CPU 就成了提升性能的最优选,现在就连一台手机的 CPU 都可能有 10 个核心。

但随之而来的就是那张堪称科技界最黑的搞笑图的出现:

一个核心干活,更多的核心围观。与家用处理器经常面对程序优化不足不同,专业级处理器面对的专用程序往往对硬件架构做了充足的优化,需要解决的则是如何最大限度的提升处理器自己的性能。

在处理器中,总线是一个非常关键的技术设计,总线是连接处理器内部各核心,以及与内存控制器、缓存、PCI-E 控制器、I/O 控制器等最核心元器件的通路,你可以理解成处理器最重要的数据都需要总线以尽可能快的速度完成传输。

2008 年,Intel 在发布 Nehalem(著名的“你喝了么”)版至强 E5 处理器时,一道发布了全新的环形总线,数据通过总线逐次联结各个核心。

在环形总线的加持下,至强处理器的核心数突飞猛进,E5v2 版最高 12 核心,v3 版达到了 16 个,而最新的 v4 版已经达到了 22 核心,这几乎是 08 年 8 核心的 3 倍。

在 22 核心的至强处理器中,采用了双环形总线,每个环形之间独立传输数据,双环之间再完成一次数据沟通,提升了效率。

但面对更高核心的处理器时,环形总线的效率还是有点力不从心,数据的感觉只有一个:为啥我要绕这么多圈呢?

昨天,Intel 推出了全新至强可扩展处理器,虽然这个名字很难记住,但是当中率先采用的 Mesh 网状结构总线非常值得记住。

Mesh 结构用网状的总线把各个处理器核心连接起来,实质是实现了数据的高效跳转。

举个非常简单的例子大家就能明白,从前你家所在城市的地铁只有一个环,你去任何一站可能都要绕场半圈,而现在有了其他换乘线路之后,可能坐两站就到了。

当然这个结构理论上说起来简单,落实到芯片制造上就复杂的多了,比如下图,反正咱们都看不懂对吧。

同时,Intel 表示现在还是 2D 层面的 Mesh 结构,等到将来实现 3D 结构的 Mesh 结构之后,数据的跳转会更为便捷,性能提升也会更显著。

我们对性能的要求不是冗余了,而是还不够

“性能过剩论”是近来频繁出现在硬件评测里的关键词之一,诚然,我们现在选购手机已经很少关心核心数了,至于 PC,很多人甚至还在用着动辄 5、6 年前的计算机。

但这不代表计算机运算性能变得没价值了,只是算力的集中更明显了,以往分散在各地,由各台计算机设备独立运算和存储的数据,如今全部由网络那端的服务器节点完成了处理。

在昨天的发布会上,Intel 对未来几年计算机的数据量做了估算,分析显示到 2020 年,每个人可能每天使用的互联网流量就会达到 1.5GB,一个工厂每天产生 1PB 的数据,而云视频提供商每天的视频达到 750PB。

从上面的数据量单位就可以看出,未来几年人类对存储和算力的需求,甚至都会产生质变。

而 Intel 也认为新型的行业会对密集计算产生重大需求,如:人工智能、无人驾驶、5G 和物联网、大数据和数据分析以及精准医疗。

而算力的提升,意味着等待时长的缩短,也可能会产生不一样的社会效益,比如一家做指纹识别登记的公司就表示,在之前,经常是把犯罪嫌疑人逮捕之后,因为计算指纹比对要花很长时间,不得不把好不容易抓住的人放走。

但是现在算力提升之后,可能几分钟就能比对完成,那么就不给犯罪嫌疑人逍遥法外的可乘之机了。

发布会最后,Intel 与 29 家用户站在一起,热闹着庆祝着新产品的发布,独角戏也让其它竞品显得无比落寞,在这一刻,忽然怀念整个 IT 产业群雄并起,芯片眼花缭乱的时刻。

幻想机器猫存在的 2022 年还有 5 年就要来了,人类还有什么理由不加速创新呢?

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