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为什么这两年的手机、CPU、显卡等硬件性能发展均停滞不...

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    發表於 2017-1-4 15:31:34 |顯示全部樓層


    打个比方
    最简单的一个道理:最初的时候好比在白纸上作画,信马由缰,任君挥洒。到后来纸上所留空隙不多,当然就捉襟见肘了。非是公司垄断缺乏创新动力,而是臣妾做不到啊!
    技术层面
    1. 顶层设计
    工程师设计、制造芯片考虑的不仅仅是性能一个参数,而是在速度、功耗、面积、成本等各方面进行权衡,找到最优解。题主问为何最近几年性能不见质的飞跃,那是因为之前是在白纸上作画,还谈不上这几个因素之间的取舍。而发展到今天,技术触碰到了短板,必须在以上因素之间进行取舍,为了考虑功耗、成本等因素,芯片的速度受到了掣肘,也就不能像之前一样丧心病狂地增长了。(大自然似乎到处都是这种规律,自然而然形成一个负反馈系统,阻止事物无休止的增长发展,从而达成一种均衡。也不知道哲学上对此有没有定义OTZ)
    2. 底层实现
    大自然具体是如何阻止芯片性能进一步提升的呢?
    理工科学生大都知道IC界有个“摩尔定律”,价格不变的前提下,单位面积的芯片集成的晶体管数目越来越多,不可避免地,芯片中互连线的长度和规模也在增加。其结果就是一个信号的传输约有超过一半的时间耗费在互连导线上。这是时序方面的掣肘。
    在功耗方面,晶体管数目的增加必然会导致整个芯片的功耗上升,大家想必已经对动辄七八十度的CPU温度见怪不怪了。由于电池技术发展迟缓,移动电子设备又需求爆棚,因此功耗的问题也限制了芯片性能的飞速提升。
    在芯片制造方面,想象一下在20纳米乃至十几纳米的尺度上,对每一个晶体管进行精确的制造,其难度有多大!在接下来的时间里,晶体管的线宽每减少1纳米,都是工程师们日日夜夜绞尽脑汁、头发掉一地的成果。虽然身处这一行很苦逼,但也时常觉得IC挺高大上的,集结了多少人类的智慧啊!
    3. 软硬件协同
    题主也提到了,软件的优化对于彻底发挥硬件性能是很重要的。Nvidia和AMD就是典型的两家在软件和硬件方面各自具有优势的公司。各个公司的CPU、GPU等处理器一直在做硬件和软件的同时优化,这两者会一直相互促进、相互提升下去,缺了谁也不行。至于题主说的“硬件发展到头,未来是软件优化的天下” 这个倒不会,至少硬件目前还未发展到头,但是发展速度肯定是要降下来了。
    总结
    说到底,任何事物的发展都不会一直保持较高的势头持续进行下去,我们只不过刚好走到了速度降下来的阶段而已。大道至简,大概如此。

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    發表於 2017-1-30 10:31:38 |顯示全部樓層
    就像跑步冲刺一样
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    發表於 2017-1-30 17:06:09 |顯示全部樓層
    反正性能过剩
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    發表於 2017-2-2 03:27:22 |顯示全部樓層
    科技的发展有高峰也有低谷
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    發表於 2017-2-2 04:06:55 |顯示全部樓層
    在原有技术上发展的瓶颈,恰恰是新技术诞生的催化剂。技术最极致的蒸汽机车也跑不过高铁,因为应用的技术不一样。现在电子技术也一样,将来是光子的时代,光的应用将慢慢普及,那是一个现代人无法想像的梦幻时代。
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    發表於 2017-2-3 15:24:48 |顯示全部樓層
    受教育了
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