三、你的通勤如何解释你的芯片
假设一位普通办公室职员的日常能量预算。人们很容易假设大部分能量花在实际工作上——开会、做表格、思考。事实并非如此。对许多办公室职员来说,一天中最大的能量消耗是通勤——每天两次往返于家和办公室之间的驾车或乘车。案头工作相对“廉价”;交通占主导。
芯片也不例外。门电路负责“思考”,导线负责“通勤”。在大规模AI集群中同样如此:超过80%的能量花在搬运数据上,而非计算数据。同样(程度较轻)的失衡存在于每一颗智能手机SoC内部。
一旦你以这种方式看待功耗,对折叠的热学质疑就被逆转了。批评者假设将晶体管封装得更紧密必然会提高功耗密度,因为他们隐含地关注门电路的计数——即“案头工作”。但主导项是“通勤”。而逻辑折叠做了什么?它让每个人的家离办公室更近。
当你将电路折叠成垂直层,并通过亚微米间距的混合键合焊盘连接时,原本跨越长水平导线(数百微米)的信号现在只需通过几微米远的键合焊盘垂直下落。根据我们的经验,折叠路径上的导线长度在典型核心上缩短20%,在某些关键路径上缩短高达70%。时钟网络——一些最繁忙、最耗电的导线——缩短得如此之多,以至于我们将时钟缓冲器数量削减了一半以上。仅一个处理模块,折叠就将时钟布线缩短了28%,缓冲器数量从43,600个降至19,000个。
每一条缩短的导线都意味着更小的电容需要充电,因此功耗方程中的主导项崩溃了。案头工作——即实际的开关——基本不变,但通勤被大幅削减。这就是功耗密度降低的来源。不是因计算更少,而是因搬运数据更少。


中文 



我爱工作,但讨厌通勤