从PAC 2009看PowerPC和CPU的未来

最后详细地介绍一下Peter Hofstee所作的演讲，他的主题是《Power处理器，过去和未来》。

IBM杰出工程师H.Peter Hofstee博士，担任Cell SPE的首席架构师兼Cell首席科学家

首先，在80年代到2005年期间完成了单线程性能的提高。但是到2005年的时候也开始出现性能增长到极限的趋向。具体来说，Passive Power的增长速度超过了Active Power，也超出了空气冷却的范围。因此，多核处理器开始流行。不过，因为提高主频很难，所以他也并不确定这种趋势是否能保持10年时间。

根据我们熟悉的Hennesy and Petterson第四版本，随着晶体管细微化不断加速，IPC也有所加强

对比PowerPC 601和PowerPC 750GX的性能（SpecInt值），单纯从性能方面看提高了30.6倍，但是从每时钟频率×晶体管数的性能来看下滑了7.8倍。所以，即使晶体管数增加也不一定会提升性能

现在是45nm的8核，不过今后发展到32nm/22nm的16/32核。据说实现32nm大约在2011年到2013年，那么估计实现22nm大约在2015年

选择多核的原因

不过，即使增加内核数也并不一定会使得性能提高，这就是我们熟知的“阿姆达尔定律”（系统优化某部件所获得的系统性能的改善程度，取决于该部件被使用的频率，或所占总执行时间的比例）。我们很容易遇到这样一种情况，采用多核导致性能提升，涌入大量数据库Web服务器的处理量（这时候内存访问等也容易成为瓶颈），这使得提高处理并行度很难，整个系统提速，而个别处理速度降下来。因此，因为处理负载即使在晶体管增加的情况下也并不一定会增加，所以估计热量密度会暂时降低下来。

细微化继续下去，晶体管数量增加，但印模尺寸并没有增加，最后导致功率密度增大

不过，当状态稳定下来，性能就出于停滞状态，如果是混合环境可能会有其他情况。性能可能会因为采用了异构处理器而提高效率。异构多核的混合环境也有很多问题，而且要比单纯的多核环境严重得多。

随着最近GPGPU的普及，OpenCL新标准开始形成，与过去的OpenMP结合到一起。

异构处理器与传统多核的对比，包括Cell BE（分为8个SPE，每个SPEC的理论性能是25.6GFlops，总共是204.8GFlops），Power 5（1.9GHz、7.6GFlops）、Core 2 Duo（3GHz、24GFlops）、Athlon 64 X2（3GHz、24GFlops），印模尺寸增加性能随着提高

经过细微化的结果。显然可以很好地扩展PPE/SPE，因为外部I/O Pad无法最小化，所以整体扩展效果有些受影响

每个厂商针对异构环境使用的工具都是大同小异，这对多核环境来说可能更糟糕

在最后关于之前的趋势的展示很有趣，展示了微处理器在特定应用领域的变革，不过从图中来看，各种技术的完善可能会推迟达到ASIC/SoC这个定点的时间。

CPU与GPU处于两种编程环境下，而SPE正好处于两中的节点位置