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研究突出了
技术角度:能效是第一设计约束
摩尔定律,2以及鲍勃·丹纳德对比例的相关观察，1描述导致现代半导体工业惊人增长的许多关键技术基础。但是，从这些深刻的论断中退一步来看，我们可以看到与能源使用和电力消耗相关的更大的图景。最早的计算机，比如1822年查尔斯·巴贝奇(Charles Babbage)设想的机器，是机械奇迹。尽管它们同时令人惊叹又不被重视，但它们无疑为现代计算机时代奠定了基础。
事实证明，这些机器消耗了大量的电力(在当时)，并很快被更节能的、机电的、基于继电器的系统所取代。这一转变使更大的机器具有更多的功能，但它们很快就撞上了当时的实用“动力墙”。1946年，第一台基于真空管的计算机被设计出来，这再一次为当时的能力和功率效率设定了新的标准，最终取代了基于继电器的系统。随着离散晶体管、集成电路、基于双极的集成电路和基于fet的集成电路的发明，这种模式重复出现。这里的关键点是，这些技术转型都是由它们所带来的新功能所驱动的而且他们提供了改进的电力效率。
这就引出了基于vlsi的现代系统。再一次，我们当前的技术选择，特别是基于cmos的集成电路，已经撞上了现代的“功率墙”。当然，有许多高度创新的工艺技术调整和电路设计技巧来延长基于cmos的时代的寿命，但这些实际上只是争取时间，直到一个根本性的新技术选项成为现实。不幸的是，尽管有一些有趣的竞争者，但似乎没有任何一个会在未来十年成为现实。
当技术人员和电路设计师继续延长CMOS的寿命时，计算机架构师也应该从根本上创新更节能的算法和机器组织。Hameed等人的以下论文深入研究了一个特定的应用程序，强调了通用处理器和专用ASIC之间在功率效率方面的一些最显著差异。通过研究与提高运行H.264高清视频编码的通用处理器的功率效率相关的一系列设计选项，他们发现了一个选项，该选项有效地利用通用处理器的指令编排方面，通过定制的特殊用途块管道来控制排序。尽管与这些定制逻辑块相关的新复杂性，但它们说明了功耗的提高了近三个数量级。
本文揭示了通用处理器和专用ASIC之间的一些最显著的功率效率差异。
专用asic相对于通用处理器的功率效率和性能优势并不新鲜，也并不令人惊讶。事实上，这些差异的本质反映在计算机架构师的口头禅“为常见情况进行优化”中。在1968年的研讨会论文中关于显示处理器的设计作者是T.H.迈尔和伊万·萨瑟兰，3.这种在通用性和复杂性之间的权衡在那个时期的相关例子中得到了很好的描述。特别地，他们注意到适当的解决方案既依赖于应用程序又依赖于技术，因此，他们创造了这个短语“转世之轮”为了说明这些不断变化的优化。
但本文超越了对特定应用的一般观察和定量分析。它还为将来设计为更高级别硬件抽象做准备的机器奠定了基础。这一建议对应用程序分析、算法设计、机器组织和相关的设计方法具有深远的意义。结合起来，它们可以提高电力效率、原始性能和设计生产力。在这个时间点上，这个三重游戏是特别重要的，因为行业必须同时围绕正在进行的CMOS“电源墙”工作，同时也投资寻找下一个技术来重置电源效率条。
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