IDF秋季论坛:多内核和节能为主题

2006年11月08日

IDF(英特尔开发者论坛)一直是英特尔公司展现其技术发展方向的盛会。2006 IDF秋季会议首先于2006年9月26至28日在美国旧金山拉开序幕,并将在11月9日至10日移师中国上海。作为IDF旧金山站的参与者,在此先与大家提前分享一下英特尔的主要发展策略和即将发布的一些新产品。

首先,最引人注目的是采用65nm工艺的Quad Core(4核)CPU即将于2006年11月推出；同时,英特尔强调摩尔定律的持续性,并将于2007年下半年开始向45nm工艺转换；其次,节能和提高电源效率成为英特尔未来的研发焦点；此外,还包括光硅连接技术解决带宽瓶颈、DDR3内存等内容。

4核CPU提高计算能力

英特尔的4核CPU发展计划将分两步完成:首先,今年11月会批量生产面向台式机应用的Core 2 Extreme,产品代号Kenstfield,首款芯片型号为QX6700,工作频率为2.66GHz,而其4核服务器版本代号为Clovertown,首款芯片将是Xeon 5300,并将于2007年第一季度发布低电压、低功耗版本。该系列的特点是将两个双核的Core 2 Duo封装在一起。英特尔声称此种做法的好处在于可实现更快的上市时间、节省工程资源,同时,有利于提高产品合格率；第二步,英特尔将于2007年第一季度推出4核的主流产品Core 2 Quad。

英特尔没有提供面向笔记本电脑的4核CPU的发展规划,而强调了Wi-Fi和NAND在该领域的重要性,即移动宽带和更高速度,包括将于2007年推出的下一代Centrino平台:Centrino Duo。其将采用Core 2 Duo内核,支持速率达到300Mbps的802.11n标准,而NAND在笔记本主板中的应用将使应用软件加载时间缩短两倍。此外,英特尔计划将在2008年实现Wi-Fi+WiMAX集成在单个芯片中。

IDF现场演示了一个在4核架构下运行的Alan Wake游戏,展示了该架构在多线程处理以及速度方面的优势。多内核CPU强大的处理能力使得在游戏、在线视频和高清晰影像应用中以软件取代硬件加速卡成为现实。

在IDF现场进行了基于英特尔 4核和双核CPU台式机的性能对比评测,参加评测的两台台式电脑除了采用不同的CPU外,其它配置均相同。进行3Dmark 06 Professional(仅运行CPU)时的数值分别为4017和2521,而运行POV-Ray Beta 15的结果分别为2594和1425PPS。总体上看,基于不同应用,4核CPU较2核CPU的处理能力提高了60%至80%。图1给出了POV-Ray现场测试结果。

图1:POV-Ray运行结果比较:4核CPU 2594PPS(左),双核CPU 1425PPS(右)

摩尔定律的持续性

英特尔总裁兼CEO Paul Otellini强调截止至2006年9月底,其65nm CPU的发货量已达到4千万片。“解决方案始于晶体管,并延伸至芯片核平台。硅技术是解决方案的核心,”他在IDF上表示,“英特尔将在2007年下半年迈入45nm时代,并在2010年采用32nm工艺技术。摩尔定律仍在发挥作用。”他在IDF上透露,英特尔已有15个产品正在采用45nm进行研发。

提高每一瓦功率的性能

从2003年英特尔推出的第一代90nm CPU至2005年的65nm CPU芯片,其性能提高了30%,晶体管漏电流则降低了5倍。

提高芯片能源效率是本届IDF的主题。在论坛所演示的规划图中,与现有的器件相比较,至2007年上半年,英特尔CPU的热功率将降低一半,同时,尺寸缩小1/4；而至2008年,功耗将降低10倍,尺寸缩小为1/7。

按照Otellini的承诺,经历过代码为Nehalem的45nm器件和代码为Gesher采用32nm工艺的新微处理架构后,每瓦功率的性能将会提高300%。

在Otellini承诺的同时,他演示了一个有80个裸片的晶圆,而在每个裸片中包含了80个简单浮点内核,其中的每个裸片都可以实现万亿次浮点计算。每个裸片的处理能力相当于1996年全球最快的超级计算机,在当时,该机内部具有1万个Pentium Pro处理器。“我们称它为单片万亿次浮点计算机,”他同时说到,“Yahoo、Google和Microsoft都计划在太平洋西北处建立下一代数据中心,原因就是那里的电力成本在美国最低。”

从计算机电源硬件上看,传统的12V、5V、3.3V输出电压结构的效率只有55-70%,而且电路复杂,而对于单输出电压,其效率可以达到90%。在IDF中,是否将多电压统一到单电压中成为讨论的一个议题,尤其在数据中心,如服务器等耗电巨大的应用中。图2给出了传统数据中心供电转换过程和英特尔提出的简化供电架构。利用简化的高电压直流电源分布架构效率可以达到90%。

图2