處理器亟待平衡評(píng)估 換個(gè)視角再看處理器

    在進(jìn)入21世紀(jì)之后，家用電腦處理器的實(shí)際運(yùn)行頻率突破了1GHz，短短的幾年之間就已經(jīng)向4Hz發(fā)起沖擊。如此高的頻率，“軍功章”有Intel的一半，也有AMD的一半。當(dāng)然，如果不是Intel和AMD拼命提升頻率進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)，今天我們還難以如此深刻地體會(huì)到綠色計(jì)算和節(jié)能IT的價(jià)值與迫切，再聯(lián)想到IDF大會(huì)上，Intel的CEO半開(kāi)玩笑般“下跪”認(rèn)錯(cuò)，也就不難理解：為什么對(duì)于一度被IT硬件廠商當(dāng)作天條定理的摩爾定律，眼下討論得最多的是它是否已經(jīng)走到了盡頭。

　　能源掛帥，綠色計(jì)算成風(fēng)潮

　　多核心同步聯(lián)合計(jì)算是處理器發(fā)展的另一個(gè)方向，人們不再關(guān)心處理器的時(shí)鐘頻率，但依然沒(méi)有走出怪圈——除了核心頻率之外，處理器內(nèi)部的核心數(shù)量重新成為人們衡量處理器的要素，而且有愈演愈烈的發(fā)展趨勢(shì)，全然不考慮實(shí)際應(yīng)用需求以及配套軟件是否能發(fā)揮處理器的性能。在目前處理器的發(fā)展趨勢(shì)和整體架構(gòu)之下，性能與功耗很難做到平衡相處，高性能處理器帶來(lái)的隱患就是功耗會(huì)有明顯的增加。在以前，高頻率處理器是“電老虎”的代名詞；現(xiàn)如今，多核心處理器正在取代高頻處理器的地位，雖然處理器頻率不會(huì)繼續(xù)快速提高，但依然是惹不起的“耗電大戶”，單個(gè)配件的功率占到了整機(jī)的1/3或1/4，這是一個(gè)相當(dāng)夸張的數(shù)字。

　　在能源成為高成本消耗品的今天，計(jì)算機(jī)的耗電量已經(jīng)是不可忽略的成本開(kāi)銷。處理器在整個(gè)計(jì)算機(jī)功耗體系中扮演的角色并不光彩，動(dòng)輒上百瓦的輸出功率是高額能源消耗費(fèi)用的罪魁禍?zhǔn)字?。如果處理器生產(chǎn)制造商還不關(guān)注產(chǎn)品在性能和功耗方面的平衡性，前車(chē)之鑒就是下一款奔騰處理器——Intel自己放棄了以時(shí)鐘頻率為賣(mài)點(diǎn)，苦心經(jīng)營(yíng)15年的奔騰品牌，發(fā)布了更注重功耗的酷睿系列處理器，究其原因，無(wú)疑是為了回應(yīng)市場(chǎng)的變化。

　　進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，曾經(jīng)被譽(yù)為“朝陽(yáng)產(chǎn)業(yè)”的IT行業(yè)因其居高不下的能源消耗而備受拷問(wèn)。如何才能扭轉(zhuǎn)這樣的現(xiàn)狀？答案是：綠色計(jì)算，處理器先行。主流的處理器制造商都已經(jīng)認(rèn)識(shí)到這一點(diǎn)，并著手開(kāi)發(fā)低功耗處理器：VIA在這一方面是起步最早的，雖然處理器頻率不高，但功耗控制極為理想，性能也可滿足大多數(shù)的運(yùn)算需求；Intel從2008年開(kāi)始轉(zhuǎn)而高調(diào)宣傳其“懶處理器”的節(jié)電；AMD也開(kāi)始意識(shí)到低功耗的重要性。未來(lái)低功耗將是處理器發(fā)展的走勢(shì)之一。

　　近年來(lái)瘦客戶機(jī)市場(chǎng)的蓬勃興起和筆記本電腦的相對(duì)普及則是對(duì)這一發(fā)展走勢(shì)及其必要性的極佳證明。目前許多公司都放棄了傳統(tǒng)的臺(tái)式電腦，而為員工購(gòu)買(mǎi)采用低功耗處理器的瘦客戶機(jī)或者輕巧便攜的筆記本，每天在滿足應(yīng)用的情況下可以為企業(yè)節(jié)省下一筆不小的電費(fèi)開(kāi)銷，對(duì)中小企業(yè)的CEO來(lái)說(shuō)，這就是看得見(jiàn)的實(shí)惠，也正是綠色計(jì)算的價(jià)值所在。

　　功耗與性能，兩手抓兩手都要硬

　　俗話說(shuō)“過(guò)猶不及”。就像片面強(qiáng)調(diào)主頻與速度被證明了是一個(gè)形而上學(xué)的錯(cuò)誤，單純追求功耗控制不過(guò)是這個(gè)錯(cuò)誤的另一面。

　　Palm手機(jī)使用的處理器曾是低功耗的代表，但伴隨著時(shí)代的進(jìn)步，一直以低功耗自詡Palm卻在Windows Mobile手機(jī)帶來(lái)的豐富多媒體體驗(yàn)面前節(jié)節(jié)敗退，究其原因，處理器的性能不濟(jì)導(dǎo)致無(wú)法滿足多媒體應(yīng)用需求才是致命傷?，F(xiàn)在，幾乎所有的智能手機(jī)都有了一顆強(qiáng)勁的芯。

　　由此可見(jiàn)，一味的強(qiáng)調(diào)低功耗也會(huì)進(jìn)入另一條死胡同。特別是在目前新興的超移動(dòng)市場(chǎng)里，功耗與性能似乎是一個(gè)分叉路口，如果基于傳統(tǒng)設(shè)計(jì)，兩條路并沒(méi)有交叉的可能，但實(shí)際上人們的需求是同時(shí)需要滿足移動(dòng)性和應(yīng)用性，所以更有效率地發(fā)揮處理器的計(jì)算水平滿足應(yīng)用才是硬道理。

　　要性能，當(dāng)然沒(méi)問(wèn)題。但問(wèn)題是傳統(tǒng)的面向移動(dòng)平臺(tái)的處理器不是性能太差就是功耗太高，所以，重走老路肯定是不行的，只有功率性能兩手抓才能滿足需求。因此，Intel開(kāi)發(fā)了低功耗的Atom處理器，不過(guò)缺點(diǎn)是沒(méi)有平衡好性能，運(yùn)算能力的缺失使業(yè)界老大頗顯狼狽；AMD面向嵌入式的Geode系列的處理器同樣把重點(diǎn)放到了控制功耗上，這一對(duì)老冤家依舊在探索處理器整體平衡的道路上如影隨形；相對(duì)而言，在這一領(lǐng)域經(jīng)驗(yàn)更豐富的VIA有著比較明顯的優(yōu)勢(shì)，最新推出的基于x86設(shè)計(jì)的“凌瓏心”Nano處理器應(yīng)該是目前業(yè)界關(guān)于處理器怎樣走好“中庸”路線的最好榜樣。這兩年來(lái)包括惠普、OQO、清華同方等國(guó)內(nèi)外知名廠商廣泛選用VIA處理器的勢(shì)頭有增無(wú)減，總讓人忍不住聯(lián)想到“上帝對(duì)你關(guān)上一扇門(mén)，就會(huì)為你打開(kāi)另一扇窗”這句名言。

　　綠色計(jì)算的宗旨不外如此——無(wú)論是對(duì)傳統(tǒng)桌面市場(chǎng)還是最新興起的超移動(dòng)市場(chǎng)，都需要注意處理器的平衡性，也就是性能與功耗之比要合理，雖然這兩個(gè)市場(chǎng)的實(shí)際情況各不相同，但用戶的根本需求卻是一致的：在保證性能的基礎(chǔ)上盡量降低功耗，這樣產(chǎn)品才是真正具有可用性，而不才不會(huì)重蹈“奔騰”和“Palm”的覆轍。

　　能否換個(gè)角度再看處理器的價(jià)值

　　以“奔騰”和“Palm”做前車(chē)之鑒，會(huì)促動(dòng)我們思考以往衡量處理器的方式是否需要被重新定義：只注意處理器的主頻、性能、外頻、緩存容量等硬性參數(shù)的時(shí)代已經(jīng)過(guò)去，當(dāng)高額能源附加費(fèi)用已經(jīng)到了不可忽視的地步；人們對(duì)移動(dòng)性的需求達(dá)到了前所未有的高度，以性能和主要硬件參數(shù)為基準(zhǔn)去衡量處理器的體系已經(jīng)失去了應(yīng)有的價(jià)值。

　　一臺(tái)瘦客戶機(jī)就可以滿足的辦公文檔處理需求，是否有必要使用高功耗的商用電腦呢？在以前，這是一個(gè)見(jiàn)仁見(jiàn)智的問(wèn)題，但如果將能源消耗也計(jì)算在成本里面的話，同樣可以滿足日常辦公應(yīng)用的瘦客戶機(jī)在現(xiàn)今顯然比高功耗的商用電腦更具有投資使用價(jià)值。如果按照Intel的早期的價(jià)值標(biāo)準(zhǔn)體系衡量，處理性能不如臺(tái)式機(jī)的瘦客戶機(jī)，已經(jīng)沒(méi)有發(fā)展的必要，因?yàn)樾阅芘c高頻處理器差距明顯，所以這種低功耗低價(jià)格的產(chǎn)品價(jià)值不大。但站在今天的角度來(lái)看，事實(shí)顯然并非如此。

　　與其慨嘆處理器應(yīng)用價(jià)值難以體現(xiàn)，倒不如正視處理器發(fā)展到目前的盲區(qū)。消費(fèi)者應(yīng)用的情況千變?nèi)f化，不同的應(yīng)用對(duì)于硬件平臺(tái)有不同的要求，這就需要具體情況具體分析。單純追求處理器“主頻”和處理“速度”的時(shí)代早已遠(yuǎn)去，我們必須清醒地看到，可用性、可靠性、管理特性、系統(tǒng)利用率和總體擁有成本等元素加在一起，綜合起來(lái)的平衡系統(tǒng)才是最符合實(shí)際的衡量方式。

　　而未來(lái)，無(wú)論處理器的發(fā)展之路做何變化，在能源短缺的現(xiàn)狀下，即使處理器的功能和性能再增加，對(duì)能源功耗的需求應(yīng)該一直呈現(xiàn)降低的趨勢(shì)，雖然一些高性能處理器會(huì)繼續(xù)強(qiáng)調(diào)計(jì)算性能，但更多的處理器會(huì)注重功耗和性能之比，而并非單獨(dú)強(qiáng)調(diào)性能或功耗。從這個(gè)意義上說(shuō)，以往單純以頻率和性能來(lái)衡量處理器的方式已經(jīng)成為過(guò)去式，而我們需要做的，是在這個(gè)特殊的時(shí)代里尋找新的評(píng)價(jià)體系，讓高科技的動(dòng)力與綠色和諧的整體社會(huì)發(fā)展目標(biāo)走到一起。