功耗:CPU 的“人体极限”

我们的 CPU,一般都被叫作超大规模集成电路(Very-Large-Scale Integration,VLSI)。这些电路,实际上都是一个个晶体管组合而成的。CPU 在计算,其实就是让晶体管里面的“开关”不断地去“打开”和“关闭”,来组合完成各种运算和功能。
想要计算得快,一方面,我们要在 CPU 里,同样的面积里面,多放一些晶体管,也就是增加密度;另一方面,我们要让晶体管“打开”和“关闭”得更快一点,也就是提升主频。而这两者,都会增加功耗,带来耗电和散热的问题。
功耗 ~= 1/2 ×负载电容×电压的平方×开关频率×晶体管数量

并行优化,理解阿姆达尔定律

通过并行提高性能,阿姆达尔定律(Amdahl’s Law)。这个定律说的就是,对于一个程序进行优化之后,处理器并行运算之后效率提升的情况。具体可以用这样一个公式来表示:

优化后的执行时间 = 受优化影响的执行时间 / 加速倍数 + 不受影响的执行时间

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