04 | 穿越功耗墙，我们该从哪些方面提升“性能”？
该思维导图由 AI 生成，仅供参考
功耗：CPU 的“人体极限”
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本文从CPU性能公式出发，探讨了提升计算机性能的途径。首先介绍了CPU主频提升的历史，但随着主频提升，功耗问题也愈发凸显。作者通过比较奔腾4处理器和iPhone X的功耗，引出了CPU功耗问题的重要性。文章以工厂的比喻形象地解释了提升CPU性能的两个途径：增加晶体管数量和提升主频，但同时也会带来更多的功耗和散热问题。为了应对功耗问题，CPU制程不断进步，从28nm到7nm，晶体管变小，功耗减少。此外，降低电压也是降低功耗的有效途径。最后，以Surface Go为例，说明了低电压CPU在轻薄笔记本上的应用，提高了续航时间。文章还介绍了并行优化和阿姆达尔定律，以及在软件开发层面如何解决性能问题。整体而言，文章生动地阐述了CPU性能提升的技术特点和发展趋势。
《深入浅出计算机组成原理》，新⼈⾸单¥68
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大熊重新学习后，我又来了…… 1. 加大概率事件： 缓存机制，提高平均概率下的性能； 运行时编译热点代码的机制； Spring框架使用的单例模式（个人还不确定）； 2. 通过流水线提高性能： 工作中可以尝试把一个大规模的SQL分成几个规模适当的小SQL进行执行； 并发编程； 3. 通过预测提高性能： 以前有的软件安装的时候，有一秒就安装好的感觉，之前我就在想，是不是我选择完安装路径之后，就已经开始有预安装的操作了； 使用chrome在打开几个tab页的情况下，直接关闭浏览器，再次打开浏览器之前强制关闭的tab页直接默认打开的操作（不知道是否属于预测，预测我还是需要这几个页面）； 在自己练习的博客中，多张图片在上传的时候，先让图片及时上传并处于“预删除”状态，待点击提交之后，才让现有的图片变成保存的状态。 热点数据、常用的固定数据，可以先保存在redis等缓存中，等到需要的时候先从缓存中获得，如果获取失败再去查询数据库作者回复: 👍你学得非常认真努力，给大家做了一个好榜样。
2019-05-079182
须臾即有两个问题没想明白： 1.增加晶体管怎么提高运算速度？ 提高主频好理解，计算的频繁一些，增加晶体管是干了什么，增加计算单元么，或者说是增加流水线控制单元。 2.cpu的电压是受了什么因素限制的？ 既然电压低功耗低，那么各厂商应该都想把电压做的越低越好，现实是不容易办到，是哪些因素限制的？作者回复: 须臾即他9同学你好 增加晶体管可以增加硬件能够支持的指令数量，增加数字通路的位数，以及利用好电路天然的并行性，从硬件层面更快地实现特定的指令，所以增加晶体管也是常见的提升cpu性能的一种手段。 电压的问题在于两个，一个是电压太低就会导致电路无法联通，因为不管用什么作为电路材料，都是有电阻的，所以没有办法无限制降低电压，另外一个是对于工艺的要求也变高了，成本也更贵啊。
2019-05-017115
莫问流年1.加速大概率事件 各种缓存(内存缓存、CDN缓存) 2.流水线 并发编程、异步编程 音视频播放器边播放边缓冲 3.预测 小说的下一页预加载 电商大促的CDN预热作者回复: 几个例子举得都很好！而且和实践应用结合得也很好！
2019-05-20391
Seventy、老师您好，有个疑问，上节课我们讲过“程序运行CPU执行时间 = 指令数 * CPI * 时钟周期时间(Clock Cycle Time)”，而这节中提到增加晶体管数量会提升CPU性能，请问"晶体管数量"与上面的公式有什么关系呢？ 还是说晶体管数量会影响上面公式的三个部分中的哪一部分？？ 盼老师答复。作者回复: 增加晶体管数量，其实是通过提供更复杂的电路支持更多的“指令”。也就会减少运行同样程序需要的指令数。 打个比方，比如我们最简单的电路可以只有加法功能，没有乘法功能。乘法都变成很多个加法指令，那么实现一个乘法需要的指令数就比较多。但是如果我们增加晶体管在电路层面就实现了这个，那么需要的指令数就变少了，执行时间也可以缩短。
2019-05-11454
活的潇洒通读三遍全文，花了3个多小时做了笔记链接如下： https://www.cnblogs.com/luoahong/p/10800379.html作者回复: 👍感谢分享给大家
2019-05-011146- pyhhou对于思考题： * 加速大概率事件 通常我们使用 big-O 去表示一个算法的好坏，我们优化一个算法也是基于 big-O，但是 big-O 其实是一个近似值，就好比一个算法时间复杂度是 O(n^2) + O(n)，这里的 O(n^2) 是占大比重的，特别是当 n 很大的时候，通常我们会忽略掉 O(n)，着手优化 O(n^2) 的部分 * 通过流水线提高性能 能够想到的是任务分解，把一个大的任务分解成好多个小任务，一般来说，分的越细，小任务就会越简单，整个框架、思路也会变得更加清晰 * 通过预测提高性能 常常在计算近似值的时候，例如计算圆周率，我们可以根据条件预设立一个精确率，高过这个精确率就会停止计算，防止无穷无尽的一直计算下去；另外就是深度优先搜索算法里面的 “剪枝策略”，防止没有必要的分支搜索，这会大幅度提升算法效率
作者回复: 👍算法的例子举得很好，剪枝策略的例子也很好。 不过流水线和圆周率的例子不太好，可以再想想。
2019-05-01330 - 明月一个问题：面积更小使得各个晶体管的距离更短，会加速响应时间吗？我印象中是光速的
作者回复: 会的，光速也不过就是3*10的八次方，意味着一纳秒也只能走30厘米的距离，所以后面我们还会看到cpu的高速缓存也不能做太大，也是受到光速的限制。
2019-05-0125 
淡写业务代码的if else 分支时，对于大概率出现的写在前面，减少不必要的判断？这种算“通过预测提高性能”吗作者回复: 当然算是的
2019-09-0922
Sunny为什么增加晶体管会使计算加快？作者回复: Sunny同学， 你好，增加晶体管通常可以做到以下这些 1. 设计了一个更复杂的电路，让原先软件执行的事情，直接通过硬件电路解决了。也就是在CPU里增加了新指令，自然同样的程序就运行得更快了。 2. 同样功能的电路更多了，比如有了更多更大的寄存器，更多的可以并行的流水线，这样同样的指令可以同时运行不受限于有限的资源，也可以让程序算得更快。
2019-08-2020
ginger终于理解为什么很多笔记本会出低压版本了,原来是电压的平方和功耗是正比的,也就是电压的降低对于功耗来说,降低效益最好,还记得之前选笔记本时候,我发现几乎所有的超薄本,都是低压版本的.大致是因为超薄设计导致不能使用很"给力"的散热系统吧,所以通过低压来降低功耗,尽管低压也会让CPU性能有所下降.作者回复: 👍
2019-05-2316
