在密歇根大學(xué)的一間實驗室里,研究人員正在測試一塊涂滿蠟的i7處理器。
蠟質(zhì)涂層被均勻覆蓋在硅晶片上方。當(dāng)研究人員在芯片上全力運行任務(wù)時,芯片溫度很快達到54攝氏度,此時蠟質(zhì)的涂層開始大量吸熱融化,在一段時間內(nèi)溫度被控制在這個區(qū)域。
i7是現(xiàn)在我們在PC中常用的高性能處理器之一,但研究人員表示他們希望這項技術(shù)的應(yīng)用方向會是手機和平板設(shè)備。
當(dāng)下我們在移動處理器上遭遇的問題是:芯片在極小的空間集成了上億個二極管。如果一部中高端機型在同一時間內(nèi)調(diào)用片上所有的二極管,設(shè)備會很快過熱。而研究人員表示,隨著芯片集成度上升,這個問題只會加劇。
這也部分解釋了(另一個原因是能耗考慮)為什么當(dāng)下的智能機芯片采用分塊調(diào)用處理單元的策略,不用的單元會處在閑置狀態(tài)(業(yè)內(nèi)俗稱“暗硅”)。比如iPad和iPhone上使用的A5芯片,盡管CPU是一個通用處理單元,但芯片的大部分仍被設(shè)計為專用處理。
賓夕法尼亞大學(xué)的Milo Martin教授表示這一模式存在缺陷:“并不是所有任務(wù)都適合納入專用的范疇,計算科學(xué)的偉大之處也在于設(shè)計了一臺通用設(shè)備能夠處理多種多樣的任務(wù)。”
密歇根大學(xué)的研究團隊相信讓處理器“沖刺”的策略(間歇性調(diào)用所有處理單元)會大大提升手機/平板的處理性能。
自2010年起,他們就開始試驗這種讓處理器“沖刺”策略。采用類似的冷卻系統(tǒng),他們可以輕松地把i7處理器控制在10瓦的最大額定功率,而且間歇性的最大功率可以達到50瓦。50瓦的功率基本上可以在幾秒之內(nèi)就讓處理器燒到很高的溫度,但它調(diào)用了絕大部分的二極管并且將主頻提到一個很高的高度。
他們的目標是在短時間內(nèi)維持在100瓦,這樣處理器能提供的計算能力就比較驚人了,但溫度也會比較驚人——于是“蠟”冷技術(shù)開始發(fā)揮作用。
研究人員認為,這樣沖刺性地調(diào)用計算單元實際上更適用于手機上的情景,比如迅速打開新窗口或者快速渲染一張高清圖片。
不過,Intel的工程師Steve Gunther表示這一方式還需要與能耗之間取得平衡,如果性能大大提升犧牲的是電池,那么應(yīng)用前景也不大。