cpu震动一下,光能跑多远?

脑洞前端

共 1449字,需浏览 3分钟

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2021-04-04 04:08

原创:小姐姐味道(微信公众号ID:xjjdog),欢迎分享,转载请保留出处。

人的眼睛无法看到正在发生的事情

比如你面前2米远的地方,看到一条狗。狗的影像传递到你眼睛的时候,就已经过去了2/299,792,458秒的时间,你看到的是一只过去式的狗。

等狗的样子被你的大脑感知到,只会经历更加漫长的停顿和分析时间。从神经学角度讲,大脑在产生意识知觉前的瞬间会进入一种特殊状态,会产生“准备电位”。

通俗点来讲,就是人的认知会出现延迟。虽然这个延迟通常情况下影响并不大。认知延迟可能是由于高级控制区域的网络运行造成的,在进入意识知觉状态前,这些区域就得把即将做出的决策预备好。从根本上说,大脑首先开始无意识运转以酝酿出一个决策,一旦全套条件成熟,意识就参与进来,然后才产生运动。

比如你的大脑要计算出这是一条狗,而不是一只狼,然后再做出相应的反应。


对于计算机而言,延迟同样存在,尤其是对标速度无敌的CPU。

CPU的主频,即CPU内核工作的时钟频率(CPU Clock Speed),表示在CPU内数字脉冲信号震荡的速度。

看我其中一台设备,处理器的主频是2.5GHz。GHz是千兆赫的意思,大约是25亿左右,是每秒的震动频率。所以,一个时钟周期就是1/25亿秒。


那光的速度呢?上面已经给出了,大约是299,792,458m/s。在一个时钟周期内,光的传播距离是3亿*1/25亿=12厘米。也就是说,时钟震动一次,信号以光速传播的话,仅仅传递出12cm远的距离,还不如你的丁丁长。

为什么说离CPU越远的地方,传输速度就会下降?这不仅仅是设备的属性原因,与传输距离也有着千丝万缕的关系。现在的云环境,通常会挂载一些云盘,有的都不知道调度到什么地方去了。无论是打什么高效云盘的标签,效果肯定和本地磁盘差了十万八千里。

寄存器和L1cache为什么快?还是那句话,除了材料不同,近水楼台先得月,向阳花木易为春。

回到文章的标题。cpu的速度比光还快?当然不是,否则会发生时光倒流。你的大脑首先判断并接受了标题的预设,然后才决定打开文章一瞧究竟。

震动频率高到一定境界,同样会产生与光速相媲美的结局,但所需要的能量也是可观的。主频的速度越高,产生的热量越大。如果主频提高到一个层次,比如说1wGHz(未准确计算),你的CPU就可能会变成一个小太阳,需要核电站给它供电。

CPU和硬盘中间,有寄存器、L1-L3Cache、内存等,速度也是天上地下,但这不影响我们编写程序。因为我们学会了等待,也习惯了使用缓存来解决问题。只是偶尔从宏观世界进入到微观世界中,才发现这个熟悉的世界只不过是一个经验主义的观测结果。

有的在过去,有的在未来,从来没有过现在。

作者简介:小姐姐味道  (xjjdog),一个不允许程序员走弯路的公众号。聚焦基础架构和Linux。十年架构,日百亿流量,与你探讨高并发世界,给你不一样的味道。我的个人微信xjjdog0,欢迎添加好友,进一步交流。


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