处理器计算能力亟待突破两大瓶颈

处理器计算能力亟待突破两大瓶颈

随着摩尔定律走向终结、计算设备日渐移动化，技术人员正试图转向并行计算架构，以提升低功耗多核架构。

串行终结，并行开道

业界越来越担心今天的微处理器计算引擎已经来到了功率瓶颈（Power Wall）。这种认识引发了对高性能处理器路线图的重新评估。美国国家研究委员会关于未来计算性能的一份最新研究也已出炉。报告的副标题代表了它试图回答的根本问题——游戏结束还是下一关？

“串行计算的时代必须给并行计算的新时代让路了。”报告中断言道，“下一代的探索很可能需要在硬件和软件层面齐头并进。”

该报告的编写者，ADI公司CTO Samuel Fuller补充说，挑战在于不论“我们能不能开发出软件环境来开发为多核架构而生的新应用程序”，我们都需要新的并行编程环境。“必须在软件环境下达成突破”，Fuller说。

报告指出，随着单处理器和CMOS技术的发展走向终结，芯片设计师和软件开发者都必须将重心转向并行计算。

在这方面，报告为政府、企业、大学注资的研究给出了具体的方向性建议：

能够利用并行处理能力的新算法；

以更宽广的产业应用为目标开发新的编程方法；革新传统的计算“桟”以应对并行运算和资源管理方面的挑战；

投资新的，被移动处理器等新兴应用所驱动的并行架构；

投资在整个系统层面关注能效比的研发项目。此外，报告还建议研发应该“改善逻辑门能效比”、寻求CMOS以外的低功耗设备技术，以此来延缓瓶颈的到来。

软件方面，有些专家认为，开源趋势可以引领支持并行处理器的新编程方法的探索。根据David Lidde的看法，开源项目的运作越来越像成功的电子产业财团。Lidde是计算机行业的资深专家，目前是美国Venture Partners的合伙人。Liddle说，开源趋势对计算已经对计算造成了“巨大冲击”，现在需要通过新办法来“创造足以解决软件问题的推动力。”

最大的瓶颈：功耗

有些人坚持说手机片上系统等设备的性能提升被功耗严重限制。斯坦福大学电子工程系系主任Mark Horowitz说“我们陷入了困境。现在提升性能就意味着耗费电力。”

本周聚集此地的专家们就计算方面的研究建议达成了共识：芯片设计师和软件开发者现在需要进行更紧密的合作，因为他们需要探索一个适合高性能计算的新模式。说到底，问题还在于功耗。

P. A. Semi CEO、联合创世人Dan Dobberpuhl说：“我们需要降低电压，否则并行策略最终无法取得成功。”