解读IDF新密码

今日硬件

Intel下一代处理器是什么样的呢?Sonoma平台的接班人会是谁呢?著名的摩尔定律会消失吗?未来的处理器将会以一个什么样的姿态出现呢?带着这些疑问,让我们一一为你

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核心的聚变:由单核心到双核心,由双核心到多核心,直到上百核心

信号的质变:从电子管到晶体管,从晶体管到硅激光,未来光计算机

今年的Intel信息技术峰会于3月1日~3日在旧金山召开。每年召开两次的IDF(分为春季举行的IDF Spring和秋季的IDF Fall)一直是IT技术发展的风向标,从峰会上我们可以及时掌握一些最新的技术和产品发展趋势。

本届IDF的主旋律就是双核心处理器。这将开创一个IT新纪元,无论是针对高端应用的安腾、至强处理器,还是针对桌面市场的Pentium D处理器,甚至就连移动处理器都会使用双核心,可以说整个计算机市场将面临一场大变革。

“双核心”风暴来袭

在IDF Fall 2004上,Intel一改以前“频率至上”的观点,而双核心处理器就是在这样的背景下产生的。本届IDF已经刮起了一股强烈的“双核心”风暴。据Intel称,到2006年将有85%的服务器和70%的桌面电脑、笔记本电脑将更换上双核心产品。Intel进一步说明,虽然双核心处理器的频率并没有突破、缓存容量也较小,但是由于处理器能在同一时间内处理两个任务,这使得性能有很大幅度的提升。让我们感到意外的是,未来的双核心处理器仍可支持超线程技术,而这在去年11月份Intel发布的蓝图上是被取消的功能。

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桌面处理器全新LOGO

Pentium 家族新成员

Intel在IDF上终于揭开了下一代桌面处理器命名的谜底——Pentium D和Pentium Extreme Edition,并非人们臆想的“Pentium5”。

这两个系列的处理器采用90nm制造工艺,核心面积达到了206mm2、晶体管数目为2.3亿,这样的“成绩”与IBM推出的CELL处理器有一比。Smithfield(研发代号)核心集成了两个Prescott核心,每一个Prescott拥有1MB二级缓存,这样整个处理器的二级缓存容量达到了2MB,支持800MHz前端总线,支持EM64T、Virtualization、XD bit和SpeedStep技术。不同的是,Pentium Extreme Edition系列的处理器能够支持超线程技术,当开启该项功能时可以同时运行4个线程,而Pentium D则不支持。首批推出的Pentium D有三款型号Pentium D 820、Pentium D 830和Pentium D 840,对应的实际频率分别为2.80GHz、3.00GHz和3.20GHz;而首批推出的Pentium Extreme Edition只有一款主频为3.20GHz的产品。

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Smithfield实物图

65nm的Presler

从Intel的发展计划上可以看出,Smithfield核心仅仅是双核心的过渡产品,很快Intel将会推出采用65nm工艺生产的双核心处理器,其代号为Presler。据Intel工程师透露,Smithfield核心内建的2MB二级缓存为完全独立的,当一个Prescott需要另外一个Prescott缓存中的数据时,要通过北桥进行数据传输。而Presler的二级缓存则可以共享,两个核心可以直接访问对方的二级缓存,大大提高整个处理器的性能。目前来说,我们仅仅知道Presler支持Intel EM 64T和Execute Disable Bit两项技术,采用LGA775封装,推出时间为2006年第一季度。奇怪的是,Intel还会同期推出一款名为Cedar Mill的单核心处理器,处理器采用65nm制造工艺、支持EM64T、Execute Disable Bit和超线程技术,封装上仍然采用LGA775。

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Presler实物图

Napa领跑第三代迅驰

移动平台向来是IDF的热点之一。就目前来看,第二代迅驰平台Sonoma的冲击力远不如第一代,但是变革将会出现在代号为Napa的第三代迅驰平台上。Napa平台同样也是由三大部件所组成,分别为Yonah双核心处理器、Calistoga芯片组和下一代无线网络组件Golan。

Yonah为Dothan的后续产品,具有了两个处理核心、集成的每个处理器能够共享2MB二级缓存。由于是直接采用65nm制造工艺生产,所以首款Yonah处理器的发布时间要等到2006年制造工艺进一步成熟以后。就目前的资料来看,Yonah处理器较Dothan处理器的改进在于:多媒体性能的提升以及电源管理。Intel特别强调,Yonah处理器绝对不是一款简单地将两个Dothan集成在一起而产生的处理器。

在Yonah与Dothan的简单对比测试中,处理器在播放MP3的同时进行视频解码工作,Dothan平台上MP3播放时的CPU占用率为5%~10%,而在Yonah处理器平台上就只有不到2%;在整个测试中,Yonah平台在视频转换中保持MP3的流畅播放,而Dothan系统则出现了一些停顿现象。由于Yonah处理器为双核心设计,所以晶体管数目约为Dothan处理器的2倍,如果在电源管理上不进行改进的话,功耗问题会非常严重。好在先进的电源管理技术能让Yonah处理器中的两个核心独立地选择工作模式,而不是两个处理器必须使用同样的工作模式,这样的好处便是——单系统交给处理器的任务只需要一个处理器来完成的时候,其中一个处理器核心以满负荷运行,而另外一个则进入低功耗状态。

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Napa平台实物图

英特尔的十年远景

在本次峰会上,有一项特别有趣的主题——Platform 2015。让我们来看看Intel眼中的2015是什么样的吧。

随着双核心甚至多核心处理器的运用,处理器带宽成为重大的问题。采用什么样的技术才能满足双核心乃至多核心处理器的带宽需求呢?Intel提出了晶片堆积和芯片堆积两项技术。注意,这两项技术是不尽相同的。晶片堆积就是让两个大小/形状完全相同的晶片堆积在一起,两者之间通过特殊的总线进行连接使其能够相互通信。而芯片堆积与晶片堆积很类似,只是芯片在处理器核心外部进行堆积,而且芯片的大小/形状不受处理器核心大小/形状的限制。芯片堆积技术允许DRAM、闪存或者其他设备堆积在处理器上面,具有很大的灵活性。Intel对这两项技术充满了信心,认为这两项技术的运用完全可以满足以后处理器带宽的要求。

在未来的十年中,Intel处理器发展向着多核心多线程方向。目前的双核心和超线程仅仅是最为简单的,以后将会出现多达几十甚至上百个核心的处理器,而在线程上可以实现一个核心同时处理4个线程。

在IDF上,Intel还展示了新的硅激光技术。那么什么是硅激光呢?硅激光是Intel利用光来连接计算机、芯片,甚至芯片中某一些部分的新技术。该技术具有重大意义,可以在很大程度上解决目前让人头痛的功耗问题——毕竟光子所产生的热量要比现有采用铜线传输电子产品的热量要小得多。在未来Intel将会生产出几十甚至上百个核心的处理器,如果还是使用现有的生产技术,就算是再使用上更为先进的节能技术也是白搭。只有开发出全新的生产技术才是解决问题的关键,而硅激光技术在现在来看就是能解决问题的关键技术。