由于无法在处理器基本性能的提升上获得突破，业内处理器厂商近年来都将发展方向转为开发多核心产品。但美国Sandia国家实验室日前对未来更多核心处理器的应用效果进行了模拟试验，结果发现由于内存带宽和存储机制的限制，16核、32核甚至64核处理器对于超级计算机来说，不仅不能带来性能提升，甚至可能导致效率的大幅度下降。

以往，超级计算机的应用方向主要是模拟物理系统，诸如模拟地球大气层，模拟氢弹核裂变反应等等。这些系统本身就可以划分为多个区块分别计算，直接对应给多个处理器或处理器多核心，避免数据的频繁迁移来提高效率。而近年来，超级计算机在情报处理上的应用越来越频繁。诸如分析自然灾害中的交通网络状况，从电话录音中搜索恐怖分子暗语等等。这类情报应用往往需要大量检索数据库信息，超多核心处理器在这种应用中就不那么在行了。

Sandia实验室主要为美国国家安全部门服务，因此尤其关注情报应用。根据他们的模拟，8核心之后再往处理器内塞入更多的核心，并不能带来性能提升，在情报处理应用中反而会出现性能下滑。“16核的表现就和双核差不多”。他们近一年来和业内处理器厂商、超级计算机厂商以及超级计算机用户进行了大量讨论。得出的结论是，如果不对计算机架构作出修改，未来当出现16核32核处理器时，为超级计算机编程的程序员或许只好屏蔽部分核心，或是将这些处理器用于非重点运算应用。

问题的关键在于存储带宽上。尽管处理器内的核心在不断增加，但CPU同外界的通道带宽却没有同步增长。对于超多核心处理器来说，用数据把它们喂饱成了一个难题。当一个处理器核心需求某段数据时，它们可能还存储在20米外机架上的某台机器内存中，需要通过多层光纤路由才能获得，长时间等待数据就浪费了大量处理器性能。

为解决这一问题，美国能源部今年组织Sandia国家实验室和橡树岭国家实验室的专家，组成先进架构和算法研究所，探讨未来5到10年内超级计算机对处理器的需求，以期调整行业导向。根据他们的模拟，在处理器芯片上堆叠存储芯片，以大幅提高存储带宽，或许是一种解决方案，至少不会使多核心处理器性能下滑。

红色为目前架构的多核心性能 黄色为堆叠内存处理器性能