无须时钟的计算机芯片去哪里了？

Question

几年前，“下一个大事物”是无时钟计算机。其背后的想法是没有时钟，处理器可以显著提高运行速度。

那是过去的事情了，现在我找不到任何关于它的进展或者这个想法是否失败的信息...

有人知道吗？

参考链接：

http://www.cs.columbia.edu/~nowick/technology-review-article-10-01.pdf

- GeoffreyF67

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我认为这个想法是，它们会消耗更少的电力（因为只有被时钟触发的门才会使用能量）？ - Martin Beckett

是的，功率越低产生的热量也就越少，这让你的运行速度更快。 - ggb667

这是在90年代中期，确切地说，并不是几年前的事情。那时我还是一名学生，看到了很多关于这个主题的博士论文。 - OutputLogic

Answer 1

这里是一篇几年前的文章，对这项技术非常热衷，但我认为答案可以在以下引用中找到：

例如，英特尔为什么放弃了异步芯片？答案是，尽管该芯片运行速度比同步芯片快三倍，电力消耗只有同步芯片的一半，但这并不足以证明采用激进技术的转变是有价值的。实验室中的异步芯片可能比任何同步设计领先数年，但支持传统微处理器生产的设计、测试和制造系统仍然领先异步生产约20年。计划开发无时钟芯片的人需要找到一种方法来缩短这个差距。

"如果你使用异步设计可以获得三倍的功率，但是你需要五倍的时间才能进入市场——嗯，你就输了，" 英特尔高级科学家肯·斯蒂文斯（Ken Stevens）说道，他曾参与1997年的异步项目。 "成为一个有远见的人或者说这项技术有多么伟大是不够的。最终还是要看你是否能够快速、廉价地进行生产，并且能否在未来多年内持续进行下去。"

- Mark Ransom

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要制作异步芯片，需要开发全新的工具、培训新的设计工程师、制定新的工作流程，并且很可能会经历一些惊人的设计失败。与依赖当前的工艺缩放相比，这将耗费大量成本。 - pjc50

八年后，我相信在这个话题上可以说得更多；即使从我所知道的来看，这个回答并没有完全把这个概念描述为死胡同。 - Darren Ringer

随着实施摩尔定律变得越来越困难，似乎出现了寻找替代方法的机会。如果您了解任何最近的尝试，请留下您自己的答案，这将是值得的。我没有听说过任何相关的尝试。 - Mark Ransom

也许多年来对CPU / ALU未使用部分进行积极时钟门控（甚至电源门控）的开发，使得收益比1997年略微减少。 1997年，主流CPU没有低频空闲状态，它们只有“睡眠”和“开启”状态。当时，更深度睡眠状态的软件支持是一个新事物，在早期的PIII和Athlon CPU中，如果我没记错的话。 我并不是说异步CPU没有可获得的好处，只是相对于空闲功率而言，时钟CPU并没有留下太多余地。 - Peter Cordes

Answer 2

关于这个主题有一些信息可以在这里异步CPU和这里通用CPU的历史获取，其中包括（一些不太）近期的实现列表。

看一下一些好处（功耗、速度）和缺点（增加的复杂性、设计更为困难），最近几年的发展似乎集中在嵌入式设计上是很合理的：

• Epson ACT11
• SEAforth® 40C18

- Tim