CPU单挑到群架发展史

CPU 又称中央处理器，搞软件开发的兄弟已经耳熟能详了，CPU 的发展史最基本的矛盾就是软件性能需求的快速提升与 CPU 技术工艺性能提升发展相对缓慢之间的矛盾。摩尔定律也是基于此背景，将硬件性能的有限提升给软件开发者一个预期，告诉软件开发者，我现在的百米速度是15s，大概一年半以后百米速度是 7.5s，如果你现在开发的软件准备 1 年半后上市，那你就控制下软件开销，不要搞个百米 5s 的要求，那大家都嗝屁了。

提升CPU性能的方法有很多种，比如打架，我干不过你，我可以回家锻炼肌肉，从力量上碾压你，我也可以叫几个兄弟，从数量上碾压你，今天给大家介绍CPU多核、多路、集群的发展史，就是从数量的角度提升性能。

最早期的 CPU，受限于技术和工艺，只能做到单核，就比如原始社会，茹毛饮血，一个家庭可能就1个孩子能长大成人，打架也只能指望他了，后来随着医疗条件的提升，一个家庭可以多个孩子长大，打架亲兄弟，对应CPU也发展为多核。再后来又有了计划生育，孩子不是想生几个就生几个，CPU 的核数也没办法无限制增加，那怎么办？对手都挑上门了，总不能不应战吧，兄弟数量不够，那就拉着邻居一起上阵，这就是多路CPU，最后群架规模越来越大，叫几个邻居也压不住场子，只能发动关系网，同学呀、朋友呀、看大门的二大爷呀，二大爷他七舅姥爷也都上场，这就成 CPU 集群了。

扯了这么多，来几张图描述下从单挑到群架是怎么干起来的。

首先是单挑，CPU 就1个核 core0，cache、内存、IO 全是他的，想怎么玩就怎么玩。

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(单核示意图)

然后是拉着亲兄弟一起干架，有多个核，从core0~coreN，但是内存和 IO 是多核共享的。

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(多核示意图)

再然后是拉着邻居干架，每家邻居家（CPU）都有多个兄弟（core0~coreN），邻居家都有自己的 DDR 和 IO，但是邻居之间有过道互联，邻居（CPU）可以相互访问对方的 DDR 和 IO，只是需要经过过道，所以访问邻居的DDR和io延时较大，所以 CPU 都优先访问自身的 DDR 和 IO。

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(4路CPU示意图)

前面介绍的 CPU 单核、多核、多路 CPU，CPU 的物理芯片都是在同一块 PCB 上，通过总线互联的，最后介绍的 CPU 集群，有多块单板 PCB，每个 PCB 上都是多路 CPU，多块板间通过高速网口互联（也可能是其他高速互联接口，只是高速网口比较常见）， CPU 集群有专用的系统负责CPU集群算力的管理和分配。