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1. 功耗我們的 CPU ，一般都被叫作超大規(guī)模集成電路（Very-Large-Scale Integration ， VLSI）。這些電路，實際上都是一個個晶體管組合而成的。CPU 在計算，其實就是讓晶體管里面的“開關(guān)”不斷地去“打開”和“關(guān)閉” ，來組合完成各種運算和功能。
想要計算得快，一方面，我們要在 CPU 里面，同樣的面積里面，多放一些晶體管，也就是增加密度；另一方面，我們要讓晶體管“打開”和“關(guān)閉”得更快一點，也就是提升主頻。而這兩者，都會增加功耗，帶來耗電和散熱的問題。
在 CPU 里面，能夠放下的晶體管數(shù)量和晶體管的“開關(guān)”頻率也都是有限的。一個 CPU 的功率，可以用這樣一個公式來表示：

功耗 ~= 1/2 ×負(fù)載電容×電壓的平方×開關(guān)頻率×晶體管數(shù)量

那么，為了要提升性能，我們需要不斷地增加晶體管數(shù)量。同樣的面積下，我們想要多放一點晶體管，就要把晶體管造得小一點。這個就是平時我們所說的提升“制程” 。從 28nm 到 7nm ，相當(dāng)于晶體管本身變成了原來的 1/4 大小。這個就相當(dāng)于我們在工廠里，同樣的活兒，我們要找瘦小一點的工人，這樣一個工廠里面就可以多一些人。我們還要提升主頻，讓開關(guān)的頻率變快，也就是要找手腳更快的工人。

但是，功耗增加太多，就會導(dǎo)致 CPU 散熱跟不上，這時，我們就需要降低電壓。這里有一點非常關(guān)鍵，在整個功耗的公式里面，功耗和電壓的平方是成正比的。這意味著電壓下降到原來的 1/5 ，整個的功耗會變成原來的 1/25 。
事實上，從 5MHz 主頻的 8086 到 5GHz 主頻的 Intel i9 ， CPU 的電壓已經(jīng)從 5V 左右下降到了 1V 左右。這也是為什么我們 CPU 的主頻提升了 1000 倍，但是功耗只增長了 40 倍。比如說，我寫這篇文章用的是什么 Surface Go ，在這樣的輕薄筆記本上，微軟就是選擇了把電壓下降到 0.25V 的低電壓 CPU ，使得筆記本能有更長的續(xù)航時間。
2. 并行優(yōu)化，理解阿姆達(dá)爾定律雖然制程的優(yōu)化和電壓的下降，在過去的 20 年里，讓我們的 CPU 性能有所提升。但是從上世紀(jì)九十年代到本世紀(jì)初，軟件工程師們所用的“面向摩爾定律編程”的套路越來越用不下去了 ?！皩懗绦虿豢紤]性能，等明年 CPU 性能提升一倍，到時候性能自然就不成問題了” ，這種想法已經(jīng)不可行了。
多核并行，提高性能。如果想要使用這種思想，需要滿足這樣幾個條件。