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Koomey:运算效率成长轨迹紧跟摩尔定律

2011-09-15 00:00    it168网站 原创  作者: 乐观天下一 编辑: 于泽

  最新研究结果表明,计算机在发展的历史长河中每十八个月能源利用效率提高一倍。

Koomey:运算效率成长轨迹紧跟摩尔定律

  自1965年以来,摩尔定律一直作为计算机硬件行业的发展指标而存在,并持续推动着人类科技努力向其每十八个月左右计算能力翻番的预言进发。而如今根据一项数据中心功耗界领军人物Jonathan Koomey博士所发布的研究来看,计算机对能源的利用效率也遵循同样的发展速度,即每十八个月左右能源利用效率翻番。

  这项研究的意义,或者说其命题“从历史发展趋势角度分析电子计算效率的意义”实际上非常值得关注:这意味着我们在未来将继续且稳定地看到移动设备——包括传感器及控制装置在内——在计算能力不断增强的同时,体积随之缩小且能耗更低。更高的能源利用效率还意味着电费开支的降低以及碳排放量的普遍减少。

  让我们再来看看另一条类似的消息,任何一位在过去几年中始终关注绿色IT发展趋势的朋友可能对Koomey此前关于数据中心能源消耗的研究不会感到陌生。该项专题的合著者还包括微软高级项目经理Stephen Berard、Carnegie Mellon大学博士研究生Marla Sanchez以及英特尔平台技术高级技师Henry Wong。

  该小组通过研究发现,运算设备领域的能源利用率最早可以追溯到十九世纪四十年代,当时名为电子数字积分计算机(简称ENIAC)的世界上第一台电子计算机刚刚出现。在此背景之下,能源利用率被定义为每千瓦时耗电所能完成的运算量,这种界定可以称作IT业的MPH(即英里每小时)。

  研究者们承认,在形形色色的计算机硬件之间进行有意义的能源利用率测量与比对实在是项困难的工作,因为唱反调的人总会存在。举例来说,就单独一台服务器而言,运行某类工作负载的情况下测得的每千瓦时运算量可能会大于运行另一类工作负载。而一旦我们打算将十九世纪八十年代的Cray超级计算机与2009年刚刚面世的新型Macbook Air做比照,事情就变得尤其复杂,因为二者的运算内容完全无法统一起来。

  根据历年来公布的运算性能方面的历史数据,并结合每台计算机在满负荷运转时测量得出的数据,Koomey的团队得到了这幅有趣的图表。其中显示出的结论是,自ENIAC诞生以来,计算效率每1.57年提高一倍。

Koomey:运算效率成长轨迹紧跟摩尔定律
▲计算效率提升曲线

  这种每瓦性能表现的提高背后存在着诸多推动因素,这正如纷繁复杂的众多因素最终保障了摩尔定律多年以来的相对准确性。举例来说,厂商不断创造更加高效的供电装置以及其它配件,比如说晶体管体积越小、耗电量也就越少。

  研究结果指出,每一代CPU的性能提升是否遵循图中所示的历史发展轨迹尚不明确,“但类似3D晶体管这样的短期内改进已经处于筹备当中。值此之际,能否延续性能发展的历史进程(甚至超越式前进)如今取决于有没有一项里程碑式的技术创新出现在世人面前,而其实际意义必须与当年的单核心架构向多核心架构演变一样极具爆炸性。”

  这类创新将会改变软件设计领域中的各项固有标准,研究报告称,这一观点在近期绿色计算的呼声愈发高涨之时逐渐得到了大多数观察员们的认可。基本思路就是(除上述内容之外)要想编写出更具高效性的代码,需要我们在硬件中利用底层电源管理功能方面挖掘潜力。

  在报告的结尾,作者称“只要我们以效率为优先考量、将注意力集中在一套整体的计算系统方法上、时刻将被洛基山Amory Lovins学院称为‘看成败,人生豪迈,只不过是从头再来’的工作理念铭记于心,达成历史赋予我们的发展使命也就不只是空谈”;也就是说,应该敢于从零开始重新构建更加高效的IT设备及系统,而不应受到过去历程中那些有用没用因素的干扰及束缚。

关键字: 运算效率 , 摩尔定律
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