融合：CPU走到十字路口
趋势观察
自从声卡逐步退出历史舞台之后，机箱里的板卡格局就再没有发生过大的变化。尽管期间也有整合显示芯片的主板前来“搅局”，但CPU、主板、内存、显卡这几个大家伙早已成了“铁打的营盘，流水的兵”，不管怎么DIY怎么升级，它们总是不可或缺的。不过未来两三年，情况可能会发生一些变化，CPU制造商已经把目光投向了内存和GPU，究竟哪个会是下一个被“兼并”的对象呢？
TSV能让CPU和内存合而为一么？
在9月底举行的IDF论坛上，英特尔CEO欧德宁展示了一款内置80个内核的处理器原型“TERAFLOP”，它的每个内核时钟频率为3.1GHz，合计运算速度达每秒钟1万亿次以上。但更加引人瞩目的是，由于采用了TSV（Through Silicon Vias）技术，TERAFLOP的每个内核都集成有256MB的SRAM（静态内存）。这让我们看到了美妙的前景，或许在不久的将来，大家再也不需要像现在这样单独购买内存条了。英特尔首席技术官Justin Rattner在接受媒体采访时就曾这样说：“TSV是比在同一硅晶上植入80个处理核心更可观的成就……你可以买一整套。”这种被英特尔寄予厚望的TSV技术又被称为“穿透硅通道”技术，它可以将芯片垂直地堆叠在芯片封装中，然后在上面芯片的底部和下面芯片的顶部之间建立连接并进行通讯，这一技术扩展了同一封装内的芯片间交换数据的方法。
据估计，这种CPU要在2010年前后才会上市，但处理器与内存完全融合的进程总算是正式开启了。AMD在K8中集成内存控制器就是处理器与内存体系展开融合的起始点，显然Intel的起步落后了半拍，不过现在它正迎头赶上。
从积极的一面来看：首先，这种融合带来的最大好处是可能会引发PC性能的飞跃，长期以来，内存本身的处理速度、内存控制器的运转以及内存与CPU之间的传输带宽限制始终困扰着内存系统速度的提升，但当内存被集成到CPU中后，这些问题会被极大地弱化甚至彻底消除，性能飞跃完全可以预见；其次，PC机箱里的组成形式也很可能发生天翻地覆的变化，内存插槽应该是不会再有了，即便仍留在那里，相信也不会有人愿意承担扩展内存而带来的整体速度下降。此外，不知道GPU是不是也可以通过TSV技术与显存双剑合璧，理论上似乎没有什么障碍存在，如果真是这样，哪怕是高端显卡也可以缩减成类似CPU封装形式的显示芯片，未来的主流显卡也许同样可以像CPU那样插在主板上。加上硬盘逐步被闪存取代，机箱内所需的空间也有望大大减少，小巧的机箱将更加符合PC从书房走进客厅的趋势。
AMD要在CPU中集成GPU
就在英特尔把注意力放在CPU与内存融合上时，AMD也早已开始谋划着自己的未来。AMD首席技术官Phil Hester表示，“消费者可以期待近期一些有趣的创意和计划”，其中他提到了AMD将在2008年将处理器和图形芯片融合在一起的计划，这种芯片采用45nm工艺制造，分为通用处理器、数据中心、图形中心、媒体中心四种类型。
可为什么GPU就一定要接受CPU递来的玫瑰，而不选择已经拥有一定市场的整合芯片组呢？原因很简单，把两者放在一起，不但可以减小在传输带宽上的花销，还可以让CPU和GPU这两个PC中运算速度最快的部件更加融合。必要的时候，CPU可以帮助GPU分担一部分软件渲染工作，又或者说GPU可以使用主流编程语言处理通用计算问题。相当于CPU多了一个强大的浮点运算部件，GPU多了一个像素处理单元。
NVIDIA的CEO黄仁勋认为，“人们对视觉效果的追求无止境”，所以NVIDIA坚信GPU将是能够持续经营的大生意。但是，ATI却指出，在未来的处理器市场，通用功能的中央处理器与特殊功能的中央处理器芯片之间的功能差别将变得越来越小，因此两者早晚会整合到一起。现在，已经有业界人士开始探讨CPU与GPU融合的可行性，并且迫不及待地将由此理念催生的新型处理器命名为IPU（即整合处理单元，Integrated Processing Unit）。
“合体”仍然存在变数
不过CPU融合的发展很难是一帆风顺的，对于CPU制造商允诺的前景，我们仍然存有一些担心。就Intel的方案而言，由于一直以来PC对内存的需求不停向上攀升，到2010年，主流配置肯定都会安装2GB以上的内存，现在CPU散热已经很成问题，接下来还要把内存整个放进去，这个设计肯定会让芯片更加高烧不退。即便有45nm或更先进的生产工艺，如果找不到让CPU更加“冷静”的方法，CPU和内存“合体”也仍然存在变数。此外，成本也是大家关心的话题，由于内存市场价格下滑速度很快，如果这种集成付出的代价远高于“CPU＋内存条”，它本身的存在价值就会有所减小。
而AMD的方案争议则更多，“许多集成的CPU/图形产品不是失败就是在PC市场昙花一现，尽管在嵌入式市场的生命周期要长一点，”Mercury Research首席分析师Dean McCarron表示。他还例举了英特尔的Timna和现已不存在的Cyrix公司的MediaGX。Semico Research分析师Tony Massimini则表示，在45nm工艺上“若再加入带自有DRAM的GPU，会使裸片体积变大很多”，同时他也指出：对低端市场来说可能没有问题，但那时对支持非常多的新软件和应用来说，这样的架构也许会动力不足。此外，由于GPU和CPU的开发周期不同，GPU一般是6到12个月，而CPU要18个月甚至两三年，因此这种融合最终如何操作也很成问题。
结语
融合的车轮已经开始转动，抛开仍有待解决的问题不谈，不论是英特尔还是AMD的方案都涉及到整个PC架构的变化，可谓是牵一发而动全身。上世纪80年代初，英特尔曾经是全球最大的计算机内存厂商之一，后来因遭遇日系厂商的激烈竞争而被迫退出。英特尔可能从来没有想过要重新生产DRAM芯片，但TSV可以让它重返内存市场。TSV成熟之日，将是内存厂商受难之时。
从时间上讲，AMD的“CPU+GPU”融合方案似乎更成熟一些，如果不出意外2008年就能见到，但性能如何仍有待评估；反观英特尔的“CPU+内存”方案，似乎仍然有较多的准备需要去做，尽管变数颇多，但如果真的成为事实，性能提升肯定颇为可观。不管怎么说，两者都向我们展示了CPU发展中最前沿的一个趋势，虽然谁成功谁失败还难有定论，但融合的发展方向业已形成，不容逆转。