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每瓦特2000 MIPS的CPU,有人要吗?
Mike MacFaden,Queue 顾问委员会成员

作为一名IT专业人士,当自动化的背景嗡嗡声突然消失时,我总是感到一阵糟糕的下沉感。最近发生的美国东部电网事件令人不寒而栗地提醒我们对电力的巨大依赖。

电力为每个显示像素、CPU和磁盘驱动器注入活力——很快也将为以太网端口注入活力,为设备提供电力和数据包。电力要求我们在几乎每一个隐含或明确的决策中都加以考虑;如果我们做错了,计算机系统就会过热并崩溃。

然而,对于大量的软件工程师和IT专业人士来说,电力往往是事后才考虑的事情。

突然之间,我们发现,旧的软件设计问题,例如最大限度地减少磁盘访问次数和避免忙等待循环,可能值得重新审视。因此,我、Randy Harr以及顾问委员会的其他成员非常高兴地向大家介绍以下关于电力的文章集。

我们首先呈现的是芯片设计师、全美达首席技术官 Dave Ditzel 与传奇芯片设计师、2003年 IEEE 固态电路技术领域奖获得者 Daniel Dobberpuhl 之间的一次开创性对话。Dobberpuhl 警告我们,功耗已经开始威胁到 CPU 性能的稳步提升。他描述了使用功耗更低的系统和芯片设计来获得更好性能可能需要什么。他向 Ditzel 询问了全美达在低功耗 x86 架构芯片设计方面的独特方法。

接下来,英特尔的 Shekhar Borkar 在《获得千兆级芯片:延续摩尔定律的挑战与机遇》一文中,更深入地探讨了 Dobberpuhl 和 Ditzel 描述的问题。我曾经听 Dobberpuhl 用过一句话,“我们已经撞墙了”,这句话概括了当前的情况,这在 Borkar 的数据中显而易见。他指出,当涉及到交付每秒万亿次指令(TIPS)的系统时,我们不能再以同样的方式进行架构、系统和应用软件的设计。物理定律阻碍了我们。

在《可重构系统的必然性》一文中,Nick Tredennick 和 Brion Shimamoto 认为,未来的计算机硬件设计应该强调每瓦特的成本性能,而不是成本性能。他们的想法在其他芯片设计师中颇具争议。Mark Horowitz 对他们的预测提出了严厉批评。

有三篇文章将重点从 CPU 转移到系统。Marc Viredaz 研究了能源管理和手持设备,并描述了系统设计师今天面临的整体电源管理问题。从相反的角度来看,吴春峰提出了节能超级计算的案例,描述了评估大型计算设施总拥有成本的替代指标——考虑到每个 CPU 越来越显着的能源消耗,以及容纳高发热系统所需的冷却和空间。在本组的最后一篇文章中,英特尔的 Andrew Grover 描述了高级配置和电源接口(ACPI)技术,该技术使 Linux 和 Microsoft Windows 等操作系统能够以安全且一致的方式跨许多不同的系统控制物理特性,包括计算机系统的电源和散热。

电力主题并非软件开发人员如今唯一应该关注的问题。《Queue》本期还收录了 Caspar Boekhoudt 对不断扩展的 IDE 世界的几种可能结果的思考。而且,为了防止我们忘记基本知识,我们收录了 Diomidis Spinellis 关于阅读和编写代码的根本重要性的朴实讨论。当一切尘埃落定时,唯有编码才能经受住时间的考验。

祝您阅读愉快。

MIKE MacFADEN 在过去的 15 年中一直从事专业的编程工作。他毕业于加州州立理工大学圣路易斯奥比斯波分校,目前是 会员委员会的联合主席和 编辑委员会成员。他的兴趣包括系统管理/指挥和控制软件以及可再生能源系统。

acmqueue

最初发表于《Queue》第 1 卷,第 7 期——
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