文/八戒
2、减少核心尺寸
与增加功能性相对的,就是减小内核空间晶管的密度,这样我们可以减少内核的尺寸大小。除了能增加产量外,减小核心尺寸最大的好处就是其他条件不变的情况下能够减小CPU的功耗。下图显示的是两个不同版本的处理器的功耗对比情况:

两个不同版本的处理器的功耗对比情况
左图为较大尺寸的核心,右图为由于集成度提高后保持内部单元不变而减小的核心。中间的是功耗条形图。我们可以看到,由于集成度提高,线路尺寸和芯片尺寸减小,损耗在线路上的能量减少,虽然集成度提高后由于单位面积里元件数目增加导致单位面积内的功耗增加,但是由于总面积的减小,最终的总功率仍然是减小的。不过,我们也不要忘记核心频率和CPU功耗也是息息相关的,更高的核心频率,CPU功耗也越大。

两个不同版本的处理器的功耗对比情况
从图中我们可以看出,虽然在集成度提高后内核尺寸有所减小,但频率的提升也让处理器的功耗水高船涨。
可以说,减小晶体管的尺寸可以为我们带来两个选择:一个可以增加处理器的功能性,二是减小处理器的内核尺寸。当处理器的功能性/复杂性保持一样的情况下,我们应该选择减小内核尺寸,这样我们可以增加处理器的工作频率或减小功耗。当然,提高集成度并不是提高CPU芯片内部晶体管数目的唯一途径,我们也可以通过增加芯片尺寸、增加晶元尺寸、减小坏点密度来实现同样的目的—虽然这样会使核心尺寸增大、CPU功耗上升。
摩尔定律本身,也并非仅仅局限于集成度。以上各种因素的作用下,在忽略了摩尔定律本质的思想影响下,CPU核心尺寸不断增大,同时集成度的增加又导致芯片功耗密度的增加,两者叠加在一起,最终导致CPU功耗的不断上升,CPU发热量不断增大,到这里我们不禁要问,摩尔定律还能走多远?
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