IDF2005注意英特尔的转变
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2005-05-11 00:00
前言:
多内核架构:策略Vs技术的胜利
与其说Intel多内核架构是一种重大的技术进步,到不如称其为策略的重大转变更为合适
当Intel 2004年第2季度发布Prescott P4处理器的时候,很多人都会以为Intel将继续延着提升处理器频率的轨道进行下去。相比之前Intel Northwood核心P4处理器,Prescott P4采用了更长的流水线结构,这种结构清晰的传达一个信息,处理器频率可以继续轻松提升,似乎Intel的处理器要开足马力继续想更高的频率挑战。就连Intel的竞争对手AMD也深信不疑,在第四季抢先发布了Athlon 64 4000+、Athlon 64 FX55处理器,目标直指频率即将跃升至4GHz的Prescott P4处理器,但是Intel 在发布完3.73GHz处理器之后,传言中的4GHz处理就再也没有声音了,这种意想不到的变化,到使得AMD觉得索然无味起来,自己精心准备的旗舰产品扑了个空。
从Intel 发布Prescott P4处理器来看,在提升处理器频率方面,Intel是有着充足的技术储备的,但是之所以没有继续进行下去,这说明Intel的处理器发展策略进行了重大调整。其时早在2004年初的IDF会议上,Intel就已经提出了双内核发展策略,不过那时Intel更为关心的是PCI Express架构这一新生事物,双核心只是作为一种技术角色,Intel期望PCI Express架构的推广能带动整个产业链的继续发展。但是事情的进展远不像Intel想象的那么顺利,市场对PCI Express架构的接受度并不高,桌面PCI Express架构发布3个月之后,市场份额低于10%,大大低于预期;同时内存模组方面,DDR2价格高得惊人,且除Samsung之外,其他DRAM厂商都在大把捞DDR的钱,没有几家真正量产DDR2相关产品;其他PCI Express架构所用的配件,比如显卡也面临同样的问题,两大独立显卡供应商nVidia、ATi虽然都推出了PCI Express接口的产品,但是双方为了原声PCI Express和桥接方案大打口水战;移动平台部分,开发代号为Sonoma的Centrino二代产品,由于芯片组没能及时跟进,不得不推迟发布,直到2005年初我们才正式看到Sonoma的身影;中高端服务器领域,情况与桌面几乎相同;业内对PCI Express发展缓慢状况几乎一致的认为,缺乏杀手级应用!
本次IDF会议给我们留下深刻印象的是:多内核已经从一个单纯的技术角色演变成为战略角色,双内核以及未来的多内核技术成为了Intel整体战略的支撑技术。凭借多内核技术,Intel得以继续维护摩尔定律,说句玩笑话:“只要摩尔定律需要,Intel就可以用足够多的内核来满足晶体管数量增长的需要”。
Intel的双内核技术与产品拥有更加良好的生态系统:
AMD 64bit计算技术的成功,再次证明了产业发展过程中技术向下兼容的重要性,而Intel选择多内核方向也是从生态系统的角度去考虑,避免重蹈安腾二覆辙:
首先,从半导体产业链来看,如果Intel继续提升单内核处理器的频率,不仅研发制造成本、功耗问题不利于单内核处理器继续前进,与之配套的制造链上的其他环节也必须同时跟进。因为从电脑整体的性能来看,仅仅提升处理器的性能是不够的,其他配套设备,比如主板、芯片组性能都要有相应的提升,这样对前端的设计到后端的制造都提出更高要求,每前进一小步都要业界付出很大努力;而用户对电脑性能的需求远不如以往那么强烈,这使得产业链中各环节业者变得更为谨慎。双内核则不同,除了处理器有些小幅度改变,对配套技术要求并未提高,这使得现有技术条件下,产业链可以轻松地为双内核提供所需配套技术和产品。
从应用角度来看:针对单一任务的办公、家庭、移动计算的主流应用,现有的处理器已经足够满足需求,但是在互联网内容日益丰富的今天,往往人们不是同时仅处理一件事情,希望电脑可以同时处理器很多的事情,这对单内核处理器来说,就显得有些吃力,因为要频频在不同任务之间切换,会使得处理器性能打折,因此多物理内核可以更好的应付多任务的需求;
目前Intel双内核处理器体系结构仍然延用X86架构,完全兼容现有软件环境;早在2003年初,Intel在其P4 3.06GHz处理器上就使用了为多线程优化的Hyperthreading技术,经过几年发展,已经培养出一定的软件基础环境;而多处理器技术在服务器、工作站、以及小型机领域已经不是什么新鲜事,相当多的操作系统、应用软件都支持多处理器的并行计算技术,比如早在1997年发布的Microsoft Windows NT操作系统,就是最早的支持多处理器技术的Windows 系统;因此对于Intel 双内核处理来说,其软件的生态环境要好于AMD的64bit技术;相比之下,AMD 64bit计算技术所需的Windows XP 64bit版本,直到2005年4月中旬才正式发布,这个时间,距离AMD Athlon 64处理器发布延后了近18个月……
五虎上将—Intel新一带双内核处理器
在本次IDF会议上,Intel一口气展示了5款双内核处理产品,并公布了未来十几个月的处理器Roadmap。
桌面平台部分:Pentium 4圆满完成任务,逐步退出历史舞台,Pentium D正式登台
基于“Smithfield”双核心设计的台式PC用处理器将于今年5、6月份推出,它已定名为Pentium D 8系列(Pentium
最初上市的PentiumD 8系列将有三款,分别为3.2GHz的PentiumD 840、3.0GHz的PentiumD 830和2.8GHz的PentiumD 820。它们均采用90纳米工艺生产,支持800MHz前端总线和EM64T技术,配备2MB二级缓存(每个核心1MB),并沿用目前Pentium4的LGA 775封装。不过,除了Pentium D 840之外,其余的Pentium D处理器都不支持超线程技术,两个核心实现两个进程。 Pentium D 840被称为Pentium 至尊版(双核新+超线程=四个逻辑处理器)
Pentium Extreme Edition只有一种型号,主频为3.2GHz,1GHz前端总线,支持超线程技术。
“Smithfield”的继任者—将于2006年发布的“Presler”(研发代号)双核心处理器及其系统原型已经亮相也已经亮相本次IDF,它与“Smithfield”的区别在于,它将配备更大容量的4MB二级缓存(每个核心2MB),并采用65纳米工艺制造。
从Intel提供的产品路线图来看,英特尔未来推出桌面平台处理器并不全是双核心产品,它明年还将推出一款研发代号为“Cedar Mill”的单核心PC处理器,有消息说“Cedar Mill”核心处理器就是“Presler”处理器的单核心版本,同样采用65纳米工艺制造。它将成为现有单核心Pentium4处理器的替代者,但是否延用Pentium 4这一品牌还不得而知。上述处理器均采用LGA 775封装,提供支持的芯片组为现以发布的i915/i925芯片组,以及即将发布的i945/i955芯片组
Montecito—安腾2家族新王者
Montecito处理器集成了17.2亿个晶体管,配备26.5MB L3缓存,每个核心配备约12MB容量的缓存,其余的2.5MB作为缓冲器使用。为了加强该处理器的并行执行效率,Intel这里采用了ILP(Instruction Level Parallelism)技术,并增加两条指令。除了ILP技术外,Montecito还使用TLP(thread-level parallelism)技术为并行计算进行优化,可有效降低线程切换的延迟。性能方面,相比前几代安腾2产品,Montecito在性能方面至少领先前代20%以上。根据Intel规划,Montecito将在2005年中期推出,同时推出的还有Millington和LV Millington等,之后双核心处理器工艺生产将过渡到65nm工艺。
功耗方面,该处理器的最大功耗为100W,此外CPU会根据当时的情况自动超频或降频运行,最低功率可减少到70W。功耗控制技术包括基于需求的开关━━关闭没有被使用的晶体管,以及Foxton━━在负荷较高时能够提高处理器的时钟频率,使工作尽快完成,最终实现控制能耗的情况下实现最高的性能。
功耗控制是关键—移动多核处理器Yonah
与桌面平台处理器相比,移动处理器最大的挑战就是集成双核心后,还必须保证处理器的能耗与现有的笔记本处理器相当。
Yonah的执行单元与目前的PentiumM处理器没有区别,其设计原型来自于PentiumⅢ,基本上Yonah可以看成集成了两个Dothan处理器,与Dothan不同的是:Yonah采用了两项新技术——“Digital Media Boost”和“Dynamic Power Coordination”。
Digital Media Boost包括几个方面的改进,如让Yonah支持SSE/SSE2/SSE3指令集解码、优化其浮点计算能力等; Dynamic Power Coordination是一项节能技术,由Speedstep技术演化而来,可根据实际情况,让Yonah每个核心可根据电池电量自动、独立地进行降频或休眠等节能操作,这可大大减少电能消耗;与“Dynamic Power Coordination”相搭配的还有一项名为“Advanced Thermal Manager”技术,它通过在每个核心中集成温度传感器来侦测处理器是否过热或耗能过高,从而进行降频操作。据悉,Yonah处理器将采用Intel 65纳米工艺生产。