CPU,为何“偷偷转型”?
36氪·2025-12-13 12:10

更为深层的技术矛盾,在于处理器微架构的设计哲学。现代CPU普遍依赖"推测执行"技术,通过分支 预测来提前执行指令以保持流水线满载,这种机制在处理逻辑复杂的通用程序时表现优异。然而,AI 和机器学习工作负载主要由大规模的向量和矩阵运算构成,且内存访问模式往往呈现出高度的不规则 性。在这种场景下,推测执行容易出现预测失败,导致流水线频繁刷新。被丢弃的计算指令不仅未能产 生有效产出,反而造成了额外的能源浪费与延迟。 针对通用架构在AI负载下的局限性,处理器行业正在经历第一层维度的革新:微架构层面的去推测 化。近期获得美国专利商标局专利认证的"基于时间的确定性执行模型"代表了一种新的设计思路。该模 型摒弃了复杂的推测机制,引入带有时间计数器的向量协处理器,采用静态调度策略。在这一架构下, 指令仅在数据依赖关系完全解决且操作数就绪的确定时刻,才会被分发至执行单元。 由于执行顺序和时间是预先规划且确定的,芯片设计可以省去复杂的寄存器重命名和乱序执行控制逻 辑,从而在矩阵计算等任务中以更低的晶体管开销和功耗实现高可扩展性。这种确定性执行模型在保持 与RISC-V等标准指令集兼容的同时,从底层逻辑上适配了AI计算对高吞吐量和 ...