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當(dāng)代筆記本電腦性能和60年代計(jì)算機(jī)性能比較

2021-12-27 22:41:34 來(lái)源：cnBeta.COM

每當(dāng)我聽(tīng)到有人大談我們現(xiàn)在的計(jì)算機(jī)能力比20世紀(jì)60年代阿波羅時(shí)代的計(jì)算機(jī)能力多得多時(shí)，我都會(huì)感到震驚。這些比較通常嚴(yán)重低估了差異。到1961年，世界上的一些大學(xué)已經(jīng)購(gòu)買(mǎi)了IBM 7090主機(jī)。

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7090是第一個(gè)全晶體管計(jì)算機(jī)系列，以今天的貨幣計(jì)算，它的成本為2000萬(wàn)美元，或者是今天頂級(jí)筆記本電腦的6000倍。它的早期買(mǎi)家通常將計(jì)算機(jī)作為整個(gè)校園的共享資源來(lái)部署。很少有用戶有幸每周能獲得一小時(shí)的計(jì)算機(jī)時(shí)間。

7090的時(shí)鐘周期為2.18微秒，因此工作頻率略低于500KHz。但在那個(gè)年代，指令并不是流水線式的，所以大多數(shù)指令需要一個(gè)以上的周期來(lái)執(zhí)行。一些整數(shù)運(yùn)算需要14個(gè)周期，而一個(gè)浮點(diǎn)運(yùn)算可能需要15個(gè)周期。因此，7090通常被估計(jì)為每秒鐘執(zhí)行約10萬(wàn)條指令。大多數(shù)現(xiàn)代計(jì)算機(jī)內(nèi)核可以以每秒30億條指令的速度持續(xù)運(yùn)行，峰值速度要快得多。這是3萬(wàn)倍的速度，所以一個(gè)有四個(gè)或八個(gè)內(nèi)核的現(xiàn)代芯片很容易達(dá)到10萬(wàn)倍的速度。

與1961年那個(gè)得到一小時(shí)計(jì)算機(jī)時(shí)間的幸運(yùn)兒不同，你可以一直運(yùn)行你的筆記本電腦，每周積累超過(guò)1900年的7090計(jì)算機(jī)時(shí)間。繼續(xù)這個(gè)比較，考慮一下訓(xùn)練流行的自然語(yǔ)言人工智能模型GPT-3所需的指令數(shù)量。在云服務(wù)器上執(zhí)行這些指令相當(dāng)于355年的筆記本電腦時(shí)間，這在7090上轉(zhuǎn)化為超過(guò)3600萬(wàn)年。

但是說(shuō)真的，這種比較是不公平的。你的筆記本電腦可能有16G的主內(nèi)存。7090的最大容量為144Kb。要運(yùn)行同樣的程序，需要將大量的數(shù)據(jù)進(jìn)出7090，而且必須使用磁帶。當(dāng)時(shí)最好的磁帶機(jī)最大數(shù)據(jù)傳輸率為每秒60KB。雖然12個(gè)磁帶單元可以連接到一臺(tái)7090計(jì)算機(jī)上，但這個(gè)速率需要在它們之間共享。但是，這種共享需要一組人類操作員交換驅(qū)動(dòng)器上的磁帶，以這種方式讀取（或?qū)懭耄?6GB的數(shù)據(jù)將需要三天時(shí)間。因此，與今天的速度相比，數(shù)據(jù)傳輸也慢了大約10萬(wàn)倍。

所以現(xiàn)在7090看起來(lái)運(yùn)行速度是2021年筆記本電腦的四億分之一。現(xiàn)代筆記本上一周的計(jì)算時(shí)間會(huì)比7090上的宇宙年齡更長(zhǎng)。你的筆記本電腦的每個(gè)核心都有內(nèi)置的SIMD（單指令，多數(shù)據(jù)）擴(kuò)展，可以以Turbo模式進(jìn)行浮點(diǎn)運(yùn)算，用于矢量操作。7090上甚至沒(méi)有這些東西的影子。然后是GPU，最初用于圖形加速，但現(xiàn)在用于大部分的人工智學(xué)能習(xí)，如在訓(xùn)練GPT-3。而最新的iPhone芯片，A15 Bionic，有五個(gè)GPU，以及一個(gè)額外的神經(jīng)引擎，每秒運(yùn)行15萬(wàn)億次算術(shù)運(yùn)算。

短短60年的差異讓人難以置信。但我們是否有效地利用了所有這些計(jì)算能力？