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cpu做成一个性能超强的单核不行吗？这种技术可以实现吗？

技术路线的选择要考虑可行性 ， 所谓可行性不仅仅包括能否实现 ， 还包括实现难度是不是在可接受的范围 ， 实现的成本是不是可以承担 。而题主说的把CPU做成一个性能超强的单核 ， 技术难度大 ， 成本也高 ， 并不实用 。CPU之所以选择了多核心发展 ， 就是因为单核心很难继续做下去 ， 无法持续稳定提高性能 ， 厂商才做的多核心 。


cpu做成一个性能超强的单核不行吗？这种技术可以实现吗？
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单核性能的提高遇到了瓶颈 ， 多核处理器技术的成熟共同决定了多核处理器成为技术发展的主流选择 ， 而单核处理器被抛弃 。

【cpu做成一个性能超强的单核不行吗？这种技术可以实现吗？】

我们看看当年的几代入门级处理器的性能 ， 就会发现 ， 单核性能的提升已经进入了瓶颈期 。第四代入门级的 i3 4130 CPU ， 单核性能成绩为 1982 。上一代入门级的 i3 3220 CPU ， 单核性能成绩为 1759 。再上一代入门级的 i3 2130 CPU ， 其单核性能成绩为 1744 。经历三代升级 ， 性能的提绳微乎其微 。一般认为 ， 只有性能提升五成以上才会有比较直观的感受 。因此 ， 单核性能的突破是一个难以克服的困难 ， 不一定说完全不能实现 ， 但至少是一件非常困难的事情 。从理论上来说 ， 从1990年左右开始 ， 提高芯片的性能主要方法有两种：

1.在有限面积内加入更多的场效应管 。

2.提高时钟 。

经过二十多年的发展之后 ， 我们已经几乎把这两种方法应用得炉火纯青 ， 单核CPU想要继续突破面临着难以克服的功耗和发热问题 ， 而时钟也会受到限制 。相比之下 ， 多核CPU可以通过并行计算实现降低时钟的目的 ， 与此同时维持原有的计算能力 。而多核处理器的协同能力则随着技术成熟而变得稳定高效 ， 在这个情况下 ， 回归单核路线 ， 尝试做一个超强的单核处理器是不符合现实需求的做法 。


cpu做成一个性能超强的单核不行吗？这种技术可以实现吗？
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而从另外一个角度来说 ， 就算我们继续发展单核技术 ， 不计代价投入 ， 不计成本生产出来 。但是 ， 理论来说 ， 单核处理器的性能是会有上限的 ， 这个上限一定会比多核处理器低 。这就好比一个人可以通过锻炼提高身体力量 ， 但是你再能打 ， 来十个二十个人 ， 你也够呛能对付吧？所以 ， 个体的提高很重要 ， 但是多人合作 ， 良好的协作才是提高战斗力更有效更现实的选择 。同样的道理 ， 当多核处理器可以良好协作的时候 ， 取代单核处理器成为技术选择的主流也是情理之中的事情 。超强单核的技术构想则不实用 ， 太昂贵 ， 并不存在实际可行性 。

其他网友观点

我给你解释一下...你使劲理解一下...

...

计算机处理器有个参数叫频率...什么2.4G 4.5G啊...这个是指一秒钟有多少个时钟周期...不是指令周期...指令周期一般为1-12个时钟周期甚至更多...一般只有内部寄存器读写指令.加减乘指令能做到1时钟周期...而内存存取指令的周期数很高...所有数据都在内存...根本无法有效减少内存读写指令...需要注意的是内存读写速度基本是恒定的...也就是CPU快没用...比如假如在2.4G的处理器中读内存中的数据为6个时钟周期.那么在4.8G的处理器就需要12个时钟周期.也就是说在0.4G的处理器里是一周期...所以单纯提高频率提高性能微乎其微...

...

最先想到的就是利用CPU在等待读内存数据的周期中提前读下一个内存中的数据...这一系列技术最早叫预读.但代码有条件跳转.能判断条件跳转的预读叫分支预测.预读的层深叫流水线...

...

流水线并不完美...在多任务操作系统中..操作系统的时间片是通过保存和恢复整个寄存器实现的.术语叫保存恢复现场...这样切换会严重破坏预读的成功率...影响预读命中率...导致CPU仍然需要等待读取数据...解决这个问题的办法...就是两个处理器核心分别处理两个进程...当进程为3-4个的时候...在单核处理器上程序一定会正常运行...但破坏预读性能...运行效率很低...也就是说1个4G的核跑4线速度不如4个1G的核跑4线....

...

所以提高频率完全不会显著提高处理器性能...而提高核数会提高性能很明显...

其他网友观点

理论上工厂建一个超级大的生产线就可以 ， 那为什么要修好多厂房和生产车间呢？

一条生产线建的再大 ， 也只能保证用最快的速度生产完一个批次的产品 。如果要同时生产好几个批次和品种的产品呢？那是选择用这个超大生产线一个一个批次生产 ， 还是建几个生产线同时生产更好呢？

同样的 ， 做一个超级大核只能保证用最快的时间完成一个任务 。但是 ， 如果你的电脑要同时完成几个任务呢？你是选择让这个超级大核一个个任务去做 ， 还是选择做几个小核分别去做？

结论：

大多数时候手机和电脑要同时处理的是很多个任务 ， 这时候让多个小核分别处理比让一个大核排队处理更高效 。而一个大核的制造工艺更麻烦 ， 发热功耗比几个小核更难散热 。

再举个不恰当的例子 ， 你要从北京送一个火箭去西昌 ， 只能用火车拉 ， 但是你要从食堂送几份盒饭到宿舍楼 ， 最好还是叫几个快递小哥骑电动车给你送吧 。我们日常使用手机和电脑遇到很多小任务的场景远比需要处理大任务的场景多 ， 所以做很多小核远比做一个大核更实用 。毕竟不是每个人一天到晚都有火箭需要送到西昌 。但是几乎每天都有人需要订外卖 。

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