Intel未來微處理器和芯片組研究規(guī)劃

Intel對未來的微處理器和芯片組的研究可以使用三個(gè)詞來概括：功率、效率和移動(dòng)性。

Intel在公司位于美國加州圣克拉拉的總部通過研究人員和各種原型向記者和分析人士展示了其未來的重大技術(shù)。

Intel展示的技術(shù)中包括其所謂的“第一個(gè)萬億級芯片原型”，是指萬億次浮點(diǎn)運(yùn)算(teraflop)級別的芯片性能，即具有每秒處理萬億次數(shù)學(xué)運(yùn)算的能力。

Intel的80核芯片原型

Intel微處理器實(shí)驗(yàn)室的硬件工程師Paolo Aseron表示，這種80核處理器大小為13×22毫米，功能相當(dāng)于10年前占地40×10英尺的萬億次超級計(jì)算機(jī)。Aseron透露，該處理器采用 65納米制造工藝，每核具有5Kb高速緩存和2個(gè)浮點(diǎn)處理部件。與目前的四核處理器相比，這種圓形具有40倍的處理能力。萬億級計(jì)算是Intel芯片和平臺的未來。該公司在全球有100多個(gè)研發(fā)項(xiàng)目，專門研究與使用多核處理器的系統(tǒng)相關(guān)的硬件和軟件挑戰(zhàn)。

Intel公司首席技術(shù)官Justin Rattner告訴與會者，該公司的稱為Larrabee的第一代萬億級處理器將具有處理超過萬億次數(shù)據(jù)的能力。處理器將于2010年推出，但是也可能是2009年。

為幫助軟件開發(fā)人員處理萬億級系統(tǒng)，Intel已經(jīng)開發(fā)了一種稱為Ct的編程模型。這種模型對編程語言C和C++進(jìn)行了擴(kuò)展，以處理復(fù)雜的并行化，即將任務(wù)分配給多個(gè)處理器以更快地獲得結(jié)果。

Intel圣克拉拉實(shí)驗(yàn)室的研究科學(xué)家Mohan Rajagopalan透露，Ct使開發(fā)人員能夠像為一個(gè)處理器核編寫應(yīng)用程序一樣進(jìn)行編程。代碼在進(jìn)行編譯和運(yùn)行的時(shí)候進(jìn)行多核優(yōu)化。 Rajagopalan透露，Intel計(jì)劃在不久的將來向開放源碼社區(qū)推出Ct試用版，并表示正在處理法律問題，使整個(gè)項(xiàng)目成為開放源碼項(xiàng)目。

為演示萬億級計(jì)算的用途，Intel選擇了視頻編輯和計(jì)算機(jī)游戲開發(fā)進(jìn)行演示。Intel首先演示的軟件能夠在90分鐘的職業(yè)足球游戲視頻中發(fā)現(xiàn)模式，并選出其中的精彩片斷。Intel的研究人員為此創(chuàng)建了一個(gè)模型，使計(jì)算機(jī)能夠?qū)W習(xí)識別重要的比賽動(dòng)作，就像垃圾郵件過濾器能夠?qū)W習(xí)將垃圾郵件與合法的電子郵件分開一樣。位于北京的Intel中國研究中心(Intel China Research Center)的研究人員童曉峰表示，我們能夠訓(xùn)練計(jì)算機(jī)根據(jù)模型識別精彩之處。

演示這套精彩片斷提取軟件的計(jì)算機(jī)使用一片Intel雙核芯片。下一步將是增加行為分析，即系統(tǒng)將能分辨犯規(guī)和進(jìn)球，當(dāng)然，這一點(diǎn)還沒有演示。這種系統(tǒng)將需要千億次處理能力的系統(tǒng)。要對每一次比賽都進(jìn)行動(dòng)作分析，Intel的模型需要運(yùn)行64核的處理器。

在計(jì)算機(jī)游戲方面，德國視頻游戲技術(shù)開發(fā)人員Daniel Pohl演示使用光線跟蹤算法(ray-tracing algorithm)將藝術(shù)家使用三維工具生成的動(dòng)畫轉(zhuǎn)換為二維格式。因?yàn)橛?jì)算機(jī)屏幕只能顯示二維圖片，這個(gè)轉(zhuǎn)換過程非常必要。

目前，大多數(shù)藝術(shù)家繪制的圖片采用柵格化方法進(jìn)行轉(zhuǎn)換，這種方法將三位圖片描述為矢量圖形格式，然后轉(zhuǎn)化為像素點(diǎn)在計(jì)算機(jī)屏幕上顯示。光纖跟蹤算法更適于呈現(xiàn)光和陰影，產(chǎn)生的圖像質(zhì)量更高，而柵格化無法達(dá)到這樣的效果。為現(xiàn)實(shí)更高質(zhì)量的圖像，Pohl使用了他重新編寫的 Raven Software的計(jì)算機(jī)游戲Quake 4。當(dāng)然，更多的細(xì)節(jié)需要更強(qiáng)大的處理能力，因此游戲在4片Intel四核處理器上運(yùn)行。

萬億級計(jì)算需要能量效率

Intel一直以來開發(fā)了消耗與前一版本同樣能量、但功能更強(qiáng)大的芯片。 為了在萬億級計(jì)算中繼續(xù)這一趨勢，Intel在處理其內(nèi)部開發(fā)了自適應(yīng)式電路，以判斷一個(gè)任務(wù)需要的最少處理。Intel位于Hillsboro的電路研究實(shí)驗(yàn)室(Circuit Research Lab)首席工程師Bryan Casper認(rèn)為，我們在芯片里加入了大腦。任務(wù)需要的能量被下調(diào)為足夠就可的層級。

降低能耗

Intel使用一塊PCI Express卡演示了一種技術(shù)原型，卡中使用的芯片消耗的能量只有目前的芯片的十分之一，即2.7毫瓦對20到30毫瓦。Casper表示，使用目前的技術(shù)來支持每秒兆兆位(terabit)的PCI Express卡需要100瓦的能量，因此降低能耗非常關(guān)鍵。

除了超級計(jì)算以外，Intel還在尋求提高移動(dòng)器件的能效，以延長電池壽命。其中一個(gè)降低能耗的領(lǐng)域就是無線通信。研究人員展示了一塊Wi-Fi卡原型，其中的固件在卡沒有使用的時(shí)候自動(dòng)關(guān)閉電源。這種技術(shù)也知道何時(shí)增加能量已接收和傳輸數(shù)據(jù)包，比傳統(tǒng)的無線卡少用50%到70%的能量。

Intel Hillsboro系統(tǒng)技術(shù)實(shí)驗(yàn)室的首席工程師Milan Milenkovic表示，Intel也在開發(fā)能夠與電源、存儲器和軟件管理供應(yīng)商的產(chǎn)品一起工作的服務(wù)器芯片組技術(shù)，使用戶能夠規(guī)定單個(gè)服務(wù)器使用的能量，同時(shí)知道服務(wù)器的熱量輸出，以散發(fā)熱量，從而避免需要額外降溫的熱點(diǎn)。

Intel非?？粗豼ltra-mobile PC這種使用更小的設(shè)備進(jìn)行計(jì)算的技術(shù)。在不損壞計(jì)算能力的同時(shí)縮小大小的方法就是整合部件。

Intel正在處理的一個(gè)領(lǐng)域就是支持多種無線標(biāo)準(zhǔn)的天線。Intel技術(shù)銷售工程師Ross Hodgin舉例認(rèn)為，支持Wi-Fi、WiMax、3G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)和藍(lán)牙的設(shè)備需要8個(gè)天線。為了將盡可能多的天線整合為一個(gè)天線，Intel正在開發(fā)一種交換設(shè)備，能夠根據(jù)使用的無線標(biāo)準(zhǔn)改變天線的無線電模式。Intel將向設(shè)備制造商提供這種技術(shù)。Hodgin認(rèn)為，從最終用戶的角度來看，他們獲得了靈活性、更小的產(chǎn)品和更低的成本。

還有的整合就是將多個(gè)無線標(biāo)準(zhǔn)放入一張卡中，而不是每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)使用一張卡。Intel Hillsboro實(shí)驗(yàn)室的Mathys Walma透露，Intel為此正在開發(fā)稱為介質(zhì)訪問控制的技術(shù)，保證其不在同一時(shí)間傳輸和接受多個(gè)無線標(biāo)準(zhǔn)。Intel也在尋求制造能夠進(jìn)行部件配置的無線卡，使同樣的部件能夠用于支持多種無線標(biāo)準(zhǔn)，這樣也意味著卡變小了。

Intel西雅圖實(shí)驗(yàn)室的資深研究科學(xué)家Beverly Harrison透露，Intel感興趣的另一個(gè)研究領(lǐng)域是對現(xiàn)實(shí)環(huán)境中的日常行為進(jìn)行感知和建模，即計(jì)算機(jī)根據(jù)來自人的行為提示執(zhí)行任務(wù)的能力，如揮手、點(diǎn)頭、甚至面部表情。Harrison演示了一種傳呼機(jī)大小的設(shè)備，夾在腰帶上感知佩戴者的行為：騎自行車、跑步、站立、使用Stairmaster 健身器或者走路。在演示中，該設(shè)備的選擇以百分比的形勢在屏幕上顯示，因?yàn)榭觳叫凶呖梢哉J(rèn)為是半跑半走。研究的目的是使計(jì)算盡量不干擾日常生活。 Harrison認(rèn)為，盡管不是完全看不見，也是不太明顯。[!--empirenews.page--]

Rattner說，過去兩年Intel有接近1000名研究人員在全球15個(gè)地方工作。在此期間，該公司有一個(gè)“路徑選擇”的做法，即將研究人員和產(chǎn)品開發(fā)人員放在一起長達(dá)一年半的時(shí)間，以尋找將最新開發(fā)的技術(shù)加入產(chǎn)品的最佳途徑。Rattner認(rèn)為，在此之前，研究人員和產(chǎn)品開發(fā)人員之間缺乏交流。目前約有350人參與的項(xiàng)目中有60%的產(chǎn)品開發(fā)人員和40%的研究人員，他們將此看作一個(gè)關(guān)鍵性的進(jìn)步。