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手机都能行,电脑CPU和内存为何不在一起?

中关村在线?? 2015年09月14日 ?? 收藏0
自2010年以来,CPU就一直使劲集成,吃了南桥吃北桥,如今主板上除了内存、电源ic、IO等组件已经鲜能看到其它组件的身影。那么为何与CPU关系最近的内存,至今一直能够保持独立呢?PC中的CPU能否和内存集成在一起?

CPU和内存是计算机中最重要的两个部件,这两个部件分别负责着不同的功能,CPU相当于人类的大脑,承担着数据的运算和处理功能,内存则承担着将这些数据交换的功能,

长久以来,二者在PC中一直相互配合,为我们提供出色的计算性能。但是随着处理器的发展,二者是否可能合二为一。

二者合一,将使得数据的传输速度要远远超过通过网线的传输,CPU计算完可以直接给内存,这样的传输速度对于计算机来说是非常明显的。那么为何我们从没见到集成内存的CPU呢?

其实,能够集成内存功能的芯片在很早已经出现,例如在工业控制行业应用非常广泛的单片机以及当然如今应用最广的可以说是手机中的SoC芯片。

SoC芯片

SoC芯片最大特点就是集成度高,除了具备了CPU功能之外,还能够集成包括显卡,内存控制器,USB主控芯片,电源管理电路,无线芯片等功能,可以说一块结合多项功能的Soc系统级芯片则完全有可能直接作为计算机来使用。小米2处理器APQ8064,就是通过POP技术与尔必达2GB内存整合在一起的。而这也是之前的很多人找不到小米内存的原因。这样整合的设计,将两个占用体积最大的芯片放置在一起,确实能够节省空间。

那么笔者不禁要问了,为何发展要早于手机行业的电脑CPU不能集成内存功能呢?

手机SoC芯片都能够提成内存功能,那么为何发展更早的PC电脑上的处理器反而没有集成内存呢?这是为什么呢?

归根结底其实为一个“利”字。古人云:天下熙熙 皆为利来,天下攘攘 皆为利往。在处理器方面,这个利其实可以扩展为价值。就是,这种合并对于PC来说价值吸引并不大。今天我们就聊聊这种合并所带来的诸多挑战。

第一台电脑

在PC发展初期,各个部件价格非常高,那时候计算机相当于奢侈品,并不像现在这么便宜且普及。如果将内存放置在处理器方面,将大大增加内存的成本,现在的处理器都有缓存,其与内存取得的作用是类似的,但是其成本要远远高于单独的内存的成本。

而且CPU和内存都非常需要专业性,如果稍有差池,那么肯定对计算机影响巨大,这容易催生两个不同的领域/公司。他们分别对两个重要组件进行研发,所以,二者就一直很难结合在一起,都是作为独立的组件存在的。

同时,内存的逻辑进程与处理器的进程并不相同,如果将内存放在处理器上,这就需要为他们建立定制的具有特殊要求的逻辑进程。但是这种定制的研发需要大量的人力物力,无疑提升了成本,所以在电脑普及过程中,一直都是采用这种分开的方式,因为他降低了电脑的拥有成本,大大促进了电脑的普及。

如果将内存放在CPU内部,那么就需要一个专有的定制的内存,内存的尺寸要更小,但是这无疑让放在芯片上的内存临双重打击:更加昂贵的晶片以及更大的单元尺寸,这样的组合反而不是厂商需要看到的。SRAM的实际需要比DRAM更多的晶体管,这是SRAM的一个优势。

对于PC用户来说,内存和CPU的性能直接关系到计算机的性能,而且不同的业务需求对计算机的CPU和内存的需求不同,有的业务可能并不需要大内存,但对处理器要求较高,而有的业务则对内存要求较高,对处理器要求较低,如果单纯的将内存和处理器结合在一起,很难满足不同用户的需求。

但是对于手机用户来说,他们对性能的需求并不是很大,手机注重的是产品的大小,而集成的方式无疑能够大大缩减手机的大小,而且基于ARM架构的手机芯片在功耗方面更低,散热更少,这无疑也给集成内存提供了一个很好的环境,所以手机才会早于PC集成内存。

手机主板

而且还有一个非常重要的原因,对于很多DIY发烧友来说,购买不同的硬件来组装电脑可以说是一个非常挑战的项目,如何搭配处理器、内存、硬盘等配件是很多发烧友乐此不疲的事情,对于人们来说,就说老罗所说的“情怀”一样,喜欢组装电脑的用户很多,这是一种情怀。如果集成了内存,无疑将让发烧友们失去组装的乐趣。

这些都是PC为何迟迟没有集成内存的原因。

内存与CPU会在一起吗?

随着计算机技术的发展,推动CPU和内存技术也开始发生变革,那么未来内存和处理器是否会在一起呢?

答案是肯定是,这不仅是技术的推动,也将是发展的需求。

首先就是云计算和大数据行业的发展,虚拟化和大数据分析是这两个行业发展的需求,但是这两个行业对内存的要求都越来越高,这就促使人们对内存的需求的不断加大,这样处理器就可以搭载一定容量的内容,减少内存插槽的负担。如果有特殊需求的不能满足需求。用户可以从插槽在进行扩展

Cloud Computing

而且,随着处理器和内存技术的发展,处理器技术越来越完善,而内存架构也出现了新的突破,无疑让二者结合没了技术门槛,而价格方面,如今的PC已经非常低了,所以提升技术来吸引消费者将是一个非常不错的方式,集成是技术推动的。

目前,虽然SoC芯片已经能够集成了内存的,但是我们也看到英特尔意识到这个趋势,正在对集成内存方面进行研发。我们不妨来看一下英特尔在高性能领域的处理器研发,毕竟都属于x86架构,移植到PC上来说更容易。

Knights Landing

Intel在2014年公布了代号“Knights Landing”的下一代Xeon Phi高性能计算处理器的一些细节,无论工艺、技术还是性能都比现在有了质的飞跃。最值得注意的是,Xeon Phi高性能计算处理器封装内集成了16GB的eDRAM缓存,所以这种处理器跟我们常见的CPU大不一样。

在未来,CPU肯定将会集成内存,CPU将会提供给用户一个最基本的内存需求,如果用户需要添加大容量的内存,可以通过购买携带更大容量的芯片,也可以购买单独的内存对系统芯片进行扩展。对于IT产业来说,内存与CPU的结合将很可能是未来PC市场注入新的活力,促使PC市场新的变革。


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电脑? CPU? 内存?

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