微处理器的原生(Native,并非用封装技术拼装而成)多核化发展,最受瞩目的开端,当是超微(AMD)于2005年4月推出的双核版Opteron,虽然在此之前IBM已推出POWER4,同样为原生双核设计,但因为已高阶商务运算为主,因而较不受重视。

多核设计依然需要,但转向特定需求、细腻调控需求,不再是单纯追求运算效能。
多核设计依然需要,但转向特定需求、细腻调控需求,不再是单纯追求运算效能。

AMD推出双核版Opteron后,即开启x86处理器的双核、多核战役,英特尔(Intel)初期处于落后​​追赶状态,但之后逐渐超越。对于Intel而言,除了不期望输给AMD外,更大的发展动机在于,处理器已难用单纯的拉高频率时脉方式来提升效能,但半导体制程的缩密技术仍持续精进,因此改以多核方式提升效果,更简单说,是用电路面积空间换取效能, 舍弃过往用时间(时脉)换取效能。

不过,这种提升效能的路子也有极限,不可能无穷无尽,甚至可说在整个处理器效能的提升的长远历史中,多核路线的适用时间还短过时脉频率拉升时间。

多核无法无穷尽提升效能,从其他非x86架构处理器也可获证,例如PlayStation 3电视游乐器所用的Cell处理器,其8个核心就少有软体商能彻底发挥其效能,多数在5、 6个左右,又如高阶UNIX 系统,虽宣称最高可达64个处理器,但多数运用在超过20颗处理器后就难再拉升效能,64颗通常只是方便分割、调配运用。

在无法单纯用增核提升效能后,Intel长久以来的获利模式「给客户更多效能」难以维持,必须另辟他路,因而有了类似GPGPU的Xeon Phi,不过Xeon Phi需要改写程式才能发挥其效果,并不相容原有x86应用程式。

到了2015年6月,Intel宣布收购FPGA大厂Altera,此举等于更加宣布Intel采行转向方式以维持其效能提升策略,Xeon Phi需要改写程式才能加速,FPGA亦同。事实上,在科学研究的高效能运算领域,早已将繁复使用的函式改以FPGA电路实现,如此与传统CPU+软体的运算方式相比,可以快上数十倍,甚至上百倍。

不仅如此,近年来百度(Baidu)、微软(Microsoft)也在其搜寻引擎机房内使用FPGA,好加速搜寻速度、搜寻准确速度等。

从2005年AMD提出双核x86,到Intel于2015年购并Altera,加上Xeon Phi等,等于宣布用多核加速效能的时代结束,必须用异质的晶片电路设计来持续提升效能。

所以,从今而后CPU的核数不会再增加了吗?答案为否,事实上Intel仍持续增加CPU的核数,但主要目标在支援谷歌(Google)、亚马逊(Amazon)机房的云端运算服务需求,一个CPU有愈多核,意味可执行更多虚拟机器( Virtual Machine, VM),是针对特有云端业务而增加核数。

或者,一般手机内的应用处理器(Application Processor, AP)也持续增加核数,例如联发科(MediaTek)的10核晶片,并不是著眼于以更多核换取更高效率,而是不同的核采行不同的执行组态,或不同的运作时脉等,因应不同的运算负荷(Workload)来启用、关闭某些核心,达到随时以最适当的核心来执行工作,让效能与功耗两者可兼顾、平衡。由此可知,多核设计依然需要,但转向特定需求、细腻调控需求,不再是单纯追求运算效能。

当然,即便工程人员早已体会增核并不能带来等同于核数的效能提升,但就行销着眼仍是很诱人,多数终端消费者仍简单认定「数大就是美」,看到6核胜4核、8核胜6核,依然屡屡买单,即便门市人员苦心说明勿有过度期望,甚至消费者也知晓其道理,但仍无法摆脱可炫耀的心态,购买更多核的晶片或装置,换得一季、半年向亲友炫耀规格的权利。