核心处理器,说穿了就是将多个处理器核心集成在同内。
光子电脑项目组掌握了老板研制光脑的思路,就是要制造一款超越现代电脑的超级计算机,确立寰宇公司在计算机、科研中的领先地位。
靠原有的思路,显然是无法满足萧强的要求。
他们思来想去,看到了公司的超级计算机系统,忽然灵光一动,决定采用多核心制造方式,集成数十颗处理器核心,在现有技术条件下,最大限度地发挥芯片的效能。
说起来,随着半导体技术的飞速发展,处理器的速度也是越来越快。
在电脑整机中,虽然处理器每秒钟可以运算数千万、上亿次,可是处理器并非单独存在的,它需要与内存交换数据,将部分计算结果暂存在内存里,才能接着不断调用暂存的计算结果,完成运算。
而处理器和内存等其他设备,都需要通过系统总线来交换数据。
但总线频率的提高可不是那么容易的。
从早期的33mhz、50.6.00赫、133赫,始终处于千万次级别,极大地限制着电脑的运算速度提升。
解决这个瓶颈的方法,一个是在处理器内集成内存,将两者直接连接,用直连的方式,绕过总线的限制。另一个就是彻底改变总线传输方式,用更快的光互连。来取代缓慢地电路互连。
这两种方法中,处理器内部直连内存,早就被采用了,这种高速内存被称之为缓存。但,一来这样加大了处理器制造难度,增高成本;二来,它依然还是要通过总线和主板内存交换数据,并转到相关的硬盘存储,或是转送到显卡、声卡等各种设备。总线还是顽固地限制着电脑的速度。
这属于治标不治本的方法。
所以,最彻底的解决方法,就是将总线换掉。
光脑采用全光计算、全光信号传输、存储,可谓是将原来的电脑部件,进行了天翻地覆的全部更新。
肖劲领导的光子电脑项目组,以前就是企图一次性到位,采用所有部件全光信号制造,屡屡失败。这次他们改弦更张。承认在现代技术条件下,要实现全光技术,并不现实,从而回过头来,利用这些年已经取得的成果,从易到难,一步步替换现存电脑中,制约速度地相关部分。
四十核心处理器。是对现有芯片技术进行改进的一次尝试。
将四十个处理器核心,集成在一个芯片组内,可以有效避免数据传输的瓶颈。将芯片的效能,发挥到极致。
光子电脑项目组讨论了一年,才决定了最后的方案。研究人员集合所有人的心血,呕心沥血设计出最高效率的数据处理流水线结构,并逐条逐条设计指令集。最终画出相关电路图。
唯一的麻烦,就是四十个核心,平摊在一个硅晶片基座上。面积太大了。
他们采用分层地方法,每层制作十个核心处理器。然后在它的上方制作数据传输层,利用这些年积累的激光传输技术,通过集成电路制造手段,制造激光数据传输层。在激光数据传输层上面,再制作对应每一块处理器核心的缓存层,每一核心可以为其单独构建一个g的
这样,每一组将由核心层、激光中转层、缓存层构成。四组堆栈,构成一个完整的处理器芯片。
光互连加快了数据吞吐速度,单个处理器核心的数据传输速度,达到了惊人的每秒10t。,所有芯片都发挥出最大效能的时候,其峰值数据处理速度,将达到创纪录的每秒钟二十万亿次!
如果真正制造成功,一枚处理器芯片,将超过目前公司正在使用地超级计算机系统两倍,而使用效能还要高得多!
这个构思很巧妙,但要实施起来,也是困难重重。
制作完成单独一个核心、一个光电转换激光数据传输器、对应的内存堆栈都没有问题,可是要同时完成,难度大了可不止三倍。
更何况,是要在一层硅晶基座内制作十个核心,上面还有对应的两层激光数据传输、内存等一组元器件。
每个核心与对应的激光数据器、内存层,都由上亿的元器件构成,中间只要有一次操作失误,就会导致全功尽弃。
萧强在忙于构建特种试验室地时候,肖劲等人就尝试着制作过四十核心处理器。但连续报废,没有一次成功。
时常到实验室来观看进度的奥斯丁,看到他们如此浪费,心痛得脸上肌肉直跳。
萧强忙完了特种试验室的改建,转头回来光脑项目组,肖劲等人被前面地失败给吓住了,主动搁置了四十核心处理器的制造,决定采用两步走的方式,来解决这个问题。
一个,就是先制作单核心芯片,也就是内置了大容量缓存,采用光电转换激光传输的常规芯片。
即便是单核心,但完全的光电转换装饰,依然可以让混合芯片,性能提升到以前的十倍以上。如果和其他设备的连接也全部采用光互连,但枚芯片的速度,也有可能达到可以让研究人员积累技术,为下一步制作更多核心处理器打好基础。
另一个,就是放弃光电转换层,使用基于常规技术的多核心处理器。而将光电激光转换器,运用于处理器与内存等其他设备之间的数据传输,代替以前的总线结构。
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