处理器趋势:晶体管、功耗、频率、核心

    说起国际固态电路会议(ISSCC)，虽然距离开幕还有三个月时间，但组织者们早已经忙活起来准备各种资料，比如这篇介绍半导体技术发展趋势的文档就非常有参考价值，特别是总结了微处理器近十年来在晶体管集成度、功耗、时钟频率、核心数量等方面的发展。

    首先是晶体管集成度，直接代表了一颗芯片的复杂程度，也是摩尔定律的重要内容。1993年的的时候，一颗处理器内还只有区区200万个晶体管，但到今天，Intel 32nm Itanium安腾处理器已经打来了创纪录的31亿个，一路直线上涨。

    值得一提的是，芯片晶体管规模的庞大主要来自容量越来越大的缓存，比如Intel 32nm Itanium具备多达54MB，IBM zEnterprise也有30MB，桌面级的Intel Sandy Bridge-E都有15MB了。

芯片规模趋势图

    功耗往往会随着性能的提升而水涨船高，1996-2008年间就是如此，但近年来随着厂商的重视，大量电源管理技术和系统级电源优化技术不断实现，使得处理器的整体功耗反而呈现下降趋势，现在基本又回到了2004年的水平。

    举例来说，IBM zEnterprise的频率提升了20％而达到恐怖的5.2GHz，但功耗相比上一代却没有任何增加；中国龙芯3B也是对能效予以重点关注，最终做到了仅仅40W。这些都意味着更低的成本、更简单的散热需求、更绿色的产品。  

功耗趋势图

频率大战曾经是处理器的唯一武器，不过早已经转变成核心大战，频率开始停滞不前，甚至出现了整体下滑的趋势。当然，这也是功耗得以降低的一个重要因素。

不过在很多应用领域，高频率仍然是非常受欢迎的，特别是单线程环境中，上边提到的IBM zEnterprise 5.2GHz就是最好的例子。 

频率趋势图

核心数量趋势图

    除了极个别的众核心架构，常规微处理器的核心数量也一直在稳步增加，今年我们就看到了十核心的Intel Westmere-EX Xeon E7、八核心的中国龙芯3B、八核心的AMD推土机FX、四核心的IBM zEnterprise等等，而且架构设计越来越多样化，应用范围也开始出现明显的差异化。