CPU的核心越来越多，拥有多个内核究竟有什么好处?

某日Intel和AMD发现了单核处理器是有极限的，然后他们都不做单核了开始了多核处理器的道路，实际上到了现在单核处理器基本在PC和手机领域消失了。单核处理器：明明……明明是我先来的，但……为什么会这样呢？

CPU的核心越来越多，拥有多个内核究竟有什么好处？图一

16核32线程的处理器都要进入主流市场了

其实说白了就是想做一个超强的单核处理器难度实在是太高了，想提升处理器的单核性能无法就两条道路，一是通过架构的改良提升处理器IPC，二是直接提升处理器的频率。架构的改良需要大量的时间和资源投入，别看现在Intel和AMD一年弄一个新架构出来，实际上他们大部分时间都是在原有架构上小修小改来提升性能，这样不但更容易更快速，而且不容易翻车。架构的大改虽然可能带来较大的性能提升，但是也有时会弄出不适合的产品而大溃退，较好的正面例子就是Intel的Core、Sandy Bridge和AMD的Zen架构，而反例则是Intel的奔腾4和AMD的推土机处理器。

而想提升处理器的频率也不是简单的事情，处理器的频率不单止和架构有关，和所用的制程工艺的关系更大，实质上是摩尔定律已经失效了，这个影响了半导体行业50年的金科玉律随着硅基芯片物理极限的到来已经失效了，从28nm节点之后其实就没有带来很大的性能改进了，而且功耗问题也越来越严重。

大家都知道理论上制程工艺越先进（制程数字越小），CPU性能会更高，功耗、发热会更低，但是实际上这个问题很复杂，CPU的功耗可以分为静态功耗（Static Power）及动态功耗（Dynamic Power），前者主要是漏电流引起的，制程越先进，漏电流又有增加的趋势，而动态功耗可以用1/2*CV2F这个公式来计算，F频率越高，动态功耗就越高。

为了上更高的频率，电压增加不可避免，但电压高了功耗也高了，总之静态功耗、动态功耗的存在就决定了CPU频率越高，功耗就会极速增加，将会严重影响处理器的性能表现，因为要降频。

CPU的核心越来越多，拥有多个内核究竟有什么好处？图二

Intel打磨14nm已经很多年了

制程工艺的放缓导致CPU频率不可能大幅提升，有很多人会想到那么有没有非常牛的CPU架构让IPC性能大幅提升呢？理论上这种思路是可以的，但是现实很残酷，CPU架构还是要服从半导体工艺物理定律的，没有先进的工艺，再好的CPU架构也不可能实现。

总的来说提升单核性能的难度其实相当的高，那有没有简单快捷提升CPU性能的方法呢？当然有啦，而且道理大家应该都懂，一双手工作速度不够快，再加多一双手就行了，对CPU来说也是一样，堆叠更多的核心数量就可以轻松的让性能翻倍，这虽然会提升处理器的生产成本，但是与一个全新的架构研发成本相比，这不算什么。

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Intel Nehalem架构

CPU主流市场从单核到双核，从双核到四核的升级速度很快，但是四核处理器做了消费级主流平台旗舰很长一段时间（AMD的K10.5六核处理器的存在感实在不高，至于那些推土机我都不知道说它是八核还是四模组八线程好了），直到AMD的锐龙处理器横空出世，主流平台才逐渐向八核迈进，今年AMD会把16核的Zen 2处理器推向市场，Intel的Comet Lake 10核处理器也准备在今年发布，处理器向多核发展是现在的大趋势，当然能否充分发挥多核处理器的性能就得看程序的多线程优化了，如果程序不能调用这么多内核这么多线程的话就无法发挥多内核的优势，这点就要辛苦程序员了。