英特尔的新芯片将万亿次浮点运算能力带入您的台式机。这意味着什么

本周早些时候，英特尔在台北发布了有史以来最强大的台式机芯片。这款处理器拥有 18 个内核，标价 1,999 美元，被称为万亿次浮点运算芯片，这意味着它每秒可以完成一万亿次计算操作。

这款芯片名为 Core i9 Extreme Edition 处理器，它并不适合普通电脑用户，那些只想查看电子邮件、阅读新闻和观看《纸牌屋》的人。相反，这款处理器适合那些想要做极限事情的人，比如在玩 4K 游戏的同时进行直播——哦，还要同时做另外两件事。英特尔用一个可爱的措辞称之为“超级任务”。

这是英特尔首次推出突破万亿次浮点运算障碍的消费级台式机芯片，英特尔高级副总裁 Gregory Bryant 称其为“迄今为止最极致的台式机处理器”。

从每秒百万次浮点运算到每秒万亿次浮点运算，再到每秒千万亿次浮点运算

要了解万亿次浮点运算的能力，了解计算速度单位 FLOPS 是什么会有所帮助。FLOPS 代表每秒浮点运算次数；一次浮点运算意味着取两个带有小数点的数字并对它们进行一些数学运算，例如将它们相乘。一万亿次浮点运算意味着每秒进行一万亿次浮点运算。

卡内基梅隆大学电气与计算机工程系助理教授布兰登·卢西亚 (Brandon Lucia) 说：“曾经有一段时间，如果有人说‘万亿次浮点运算’，你会认为他们指的是一台拥有许多处理器芯片的超级计算机。”

事实上，如果将时钟拨回到 1976 年，Cray-1 超级计算机的运算速度仅为每秒 160 兆次浮点运算（即一百万次浮点运算），而这块新的英特尔芯片的运算速度大约是那台机器的 6,000 倍，Cray 公司高级副总裁兼首席技术官史蒂夫·斯科特 (Steve Scott) 说。

在 20 世纪 90 年代末和 21 世纪，超级计算机仍以每秒万亿次浮点运算来衡量，而桑迪亚国家实验室一台名为 ASCI Red 的重要机器在 1997 年到 2000 年间一直是世界上最快的机器。它的运算速度可以超过每秒万亿次浮点运算。

如今，这些强大的计算机以千万亿次浮点运算（即每秒千万亿次浮点运算）来衡量。举个例子，阿贡国家实验室的超级计算机 Mira 的运算速度为 10 千万亿次浮点运算，它曾被用来模拟复杂的场景，比如美国可能爆发的埃博拉疫情。

“超级计算技术现在已经渗透到消费领域，”斯科特说。“如果你能以数百万美元建造一个千万亿次浮点运算系统，那就意味着你可以建造公司或小型组织买得起的 10 万亿次浮点运算系统，或者个人消费者买得起的 1 万亿次浮点运算系统。”

当像新款英特尔处理器这样的芯片进行浮点运算时，数学运算并不只是为了数学运算而数学运算，而是为您正在运行的软件提供动力的计算。

“这不仅仅是把计算机变成计算器，”卡内基梅隆大学的 Lucia 说道。“这些浮点数代表了我们关心的重要工作负载，无论是视频编辑还是虚拟现实环境。”

简而言之：这种强大的芯片可以让虚拟现实、游戏、4K 视频流或视频编辑变得更快、更流畅。如果您在家记分，PlayStation 4 的图形处理单元可以处理超过 1 万亿次浮点运算。

计算机处理器有核心

英特尔芯片的核心数量比竞争对手“Threadripper”的处理器要多，后者由 AMD 制造，拥有 16 个核心。不过，除非你考虑核心的实际功能，否则这种比较就显得很模糊了。

露西亚说，想象一下超市收银台的排队情况。假设只有一个收银台，收银员每次只为一位顾客结账；这就像是一块单核芯片。（如果你拿着香蕉和拉面站在那条队伍里，你可能会感到沮丧。）

现在想象一下，有 18 条结账线，每条线上都有收银员，他们同时为顾客结账。在这个理想场景中，一切都进行得更快。这代表着 18 核处理器。

这款新芯片的功能远不止这些，因为它采用了英特尔的超线程技术，这意味着每个核心实际上可以同时执行两件事。在我们的超市类比中，这就像商店雇用机器人，可以在 18 条队列中同时为两个人结账——现在它们一次可以帮助 36 个人。同样，这款新的英特尔芯片实际上可以同时执行 36 项任务。

那么我们为什么想要这样的芯片呢？

所有这些都很重要，因为像交互式虚拟现实场景这样的事物对处理器的要求非常高。当然，市场上已有的计算机和处理器可以为 Oculus Rift 耳机供电，但这种强大芯片背后的理念是它可以同时执行多项高强度任务；它还可以使人与计算要求高的软件之间的交互更加顺畅。

“我们希望高效地运行这些 [密集型程序]，这样我们就可以做一些反应灵敏的事情，并且似乎可以实时响应我们与它们的互动，”Lucia 说。“这是许多计算的发展方向。”

所有这些意味着，这样的芯片不仅可以为虚拟现实体验提供动力，还可以为其他需要大量计算量的复杂任务提供动力，例如模拟蛋白质（由氨基酸组成的大分子）如何与另一种蛋白质相互作用。

英特尔尚未透露这款芯片何时上市，但一位公司代表表示，同一系列中其他内核较少的芯片（称为 X 系列）将在未来几周内上市。