千核處理器

　　構(gòu)架

　　英國(guó)格拉斯哥大學(xué)的韋姆·范德堡韋德（Wim Vanderbauwhede）及其在麻省大學(xué)洛維爾校區(qū)的同行開(kāi)發(fā)了一款集成逾1000個(gè)內(nèi)核的處理器。研究人員采用了一種名為“現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列”（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“FPGA”）的芯片，使得微晶片就像都含有數(shù)百萬(wàn)個(gè)晶體管一樣，而晶體管則是任何電路的基本組成部分。不過(guò)，F(xiàn)PGA芯片可由用戶安裝到特定電路，它們的功能不是在出廠時(shí)就設(shè)定好的。這樣一來(lái)，用戶可以將晶體管劃分成一個(gè)個(gè)“小群體”，要求每個(gè)“小群體”完成不同的任務(wù)。通過(guò)在FPGA芯片內(nèi)創(chuàng)建逾1000個(gè)微電路，研究人員便將這個(gè)芯片變成了1000個(gè)內(nèi)核的處理器——每個(gè)內(nèi)核都可以遵照自己的指令工作。在測(cè)試中，F(xiàn)PGA芯片每秒能處理5GB的數(shù)據(jù)，處理速度大概相當(dāng)于當(dāng)前臺(tái)式機(jī)的20倍。［1］ 但能耗卻相當(dāng)?shù)汀?［2］

　　效率

　　雖然當(dāng)前市場(chǎng)上銷(xiāo)售的電腦大多數(shù)內(nèi)核超過(guò)一個(gè)，可以同時(shí)實(shí)施不同任務(wù)，但傳統(tǒng)多核處理器只能共用一個(gè)存儲(chǔ)源，這降低了運(yùn)算速度。范德堡韋德的研究團(tuán)隊(duì)給每個(gè)內(nèi)核分配一定量的專(zhuān)用存儲(chǔ)空間，從而加快了處理器的運(yùn)算速度。［1］ 研究人員利用開(kāi)發(fā)的1000內(nèi)核處理器運(yùn)行一個(gè)與MPEG格式視頻文件相關(guān)的算法，每秒能處理5GB的數(shù)據(jù)，相當(dāng)于當(dāng)前頂級(jí)臺(tái)式機(jī)的約20倍。FPGA沒(méi)有應(yīng)用在標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)算機(jī)上，原因是對(duì)FPGA芯片編程相當(dāng)困難。

　　發(fā)展

　　這處理器只是初期概念驗(yàn)證研究，范德堡韋德的研究團(tuán)隊(duì)試圖展示對(duì)FPGA編程的便捷方式，令其超高速處理的潛力可以更為廣泛地應(yīng)用于未來(lái)的運(yùn)算器和電子設(shè)備上。雖然現(xiàn)有許多技術(shù)充分使用FPGA芯片，如等離子電視、液晶電視和電腦網(wǎng)絡(luò)路由器，但它們?cè)跇?biāo)準(zhǔn)臺(tái)式機(jī)上的應(yīng)用卻十分有限。但是，包括英特爾和ARM在內(nèi)的一些廠商已經(jīng)宣布將開(kāi)發(fā)集成傳統(tǒng)CPU與FPGA芯片的微晶片。因此，研究團(tuán)隊(duì)認(rèn)為此類(lèi)處理器會(huì)得到更廣泛的應(yīng)用，有助于在今后幾年進(jìn)一步提升電腦運(yùn)算速度。［1］ 從理論上來(lái)看，Intel將能夠在8-10年推出擁有1000核心的類(lèi)似于SCC的處理器。唯一的問(wèn)題是是否真的需要這么多核心。雖然現(xiàn)在圖形處理器的處理單元已經(jīng)超過(guò)了4000個(gè)，但是圖形處理器不能夠運(yùn)行操作系統(tǒng)或者有效解決真正的復(fù)雜問(wèn)題。

　　參考資料

　　[1]. 喜樂(lè)樂(lè)網(wǎng)：科學(xué)家開(kāi)發(fā)千核處理器運(yùn)算速度提升20倍，2010年12月30日

　　[2]. 南方網(wǎng)：英美聯(lián)合開(kāi)發(fā)千核處理器 提高速度降低能耗，2010年12月30日