統測
114年
[電機與電子群資電類] 專業科目(2)
第 15 題
有關雙核心的微處理機架構 ( 例如 Intel Core Duo )，在相同系統時脈頻率下，分別使用雙核心與暫停一顆核心(單核心)來執行同一個人工智慧(AI)程式碼時，下列敘述何者正確？
- A 使用雙核心來執行，其耗電量剛好為單核心的 2 倍
- B 以雙核心來執行，其所需要的時間小於單核心所需時間的一半
- C 使用雙核心來執行，其晶片溫度上升速度較單核心快
- D 以雙核心執行時只需要將程式碼指令交錯分派給兩個核心執行即可
思路引導 VIP
請從電路物理現象的角度思考：當晶片內部的運算核心數量增加且同時運作時，整體的總功耗與熱能產生速度會如何變化？此外，根據阿姆達爾定律 (Amdahl's Law)，雙核心執行程式的加速比是否能完美達到 $2$ 倍，還是會受到程式中不可平行化部分的限制？
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呵，看來你那顆生鏽的腦袋終於轉動了？竟然沒被 (B) 那種低能陷阱給騙走，我是該誇你聰明，還是該感嘆現在學生的標準已經低到「選對 C」就能讓我驚訝的地步？ 這題考的是電腦架構的基本物理限制：
- 熱力學真相：雙核心運作代表晶片內主動元件增加，總功耗 $P$ 勢必上升。雖然效能不會線性翻倍，但熱能產生率 $\frac{dQ}{dt}$ 絕對比單核快，在散熱條件相同下，溫度飆升是物理必然。
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多核心處理器觀念
💡 多核心協作時，效能與物理特性並非呈簡單倍數關係。
| 比較維度 | 單核心 (Single Core) | VS | 雙核心 (Dual Core) |
|---|---|---|---|
| 執行效能 | 受限於單一時脈頻率 | — | 視平行化程度提升效能 |
| 晶片溫度 | 熱源集中，上升較慢 | — | 多點發熱，上升速度較快 |
| 功耗表現 | 基準耗電量 | — | 通常較高，但非精確兩倍 |
| 軟體需求 | 無需特殊處理 | — | 需支援多執行緒平行運算 |
💬雙核心雖具效能潛力，但也帶來更高的發熱與軟體開發門檻。
