前瞻:处理器兼顾性能与环保

sapzj1984 2007-06-18 10:26:46
在美国举行的“微处理器2007论坛”上,处理器制造商一方面要遵从摩尔定律,满足性能提升的需要;另一方面要满足新的“戈尔定律”的要求,降低处理器的能耗与温室气体排放。未来,处理器不得不在性能、功耗、
环保各方面共同努力。

微处理器制造商认为,他们正在努力满足两个相互矛盾的需求,一方面处理性能不断增强,另一方面是能源效用不断提高。市场研究公司In-Stat在 “微处理器2007论坛”上认为,在众多的创新技术中,处理器使用新材料,或者采用可以减少能耗的多核技术,成为目前最受关注的两项技术。

多年来,芯片制造商努力的焦点一直放在了提高处理器的性能上,基本上按照Intel公司Gordon Moore提出的摩尔定律发展。摩尔定律认为,处理器的性能每18个月提高1倍。最近,这些制造商开始注意改善处理器的能源使用效率,以增加便携设备电池的寿命,减少在服务器与其他计算机中的电力消耗。电力消耗带来的问题不仅是费用增加,而且生产的炭排放所生产的温室效应,对环保提出了挑战。美国前副总统与环保主义者戈尔提出,应该减少电力的消耗,减少炭排放,即温室气体的排放。这一观点被称为戈尔定律。

Intel的高K金属门与Tera计算

Intel认为,公司可以在提高性能的同时,通过增加一个新的硅层,减少被浪费的电力的炭泄漏。 Intel使用了一种被称为“高K金属门”技术(high-k metal gate),取代以前的二氧化硅,提供更好的绝缘性,减少泄漏。Intel将在新一代45纳米Penryn核心处理器上采用高K薄膜(High-K Dielectrics)和金属门集成电路。当前使用的多晶硅门(Polysilicon Gate)将被一个金属层代替,而基座与晶体管之间的二氧化硅层也将被一个高K薄膜所取代。英特尔采用高K技术和金属门晶体管可能比工艺的提升更为有效。

Intel 公司的资深人士Mark Bohr认为,运用高K技术和金属门晶体管可以使电力消耗减少30%,性能提高20%。与当前的酷睿2 桌面处理器相比,采用新技术的Penryn处理器在源极漏极的电流泄漏将减少500%,而K薄膜的电流泄漏将减少1000%倍。不过这些数据还没有经过验证。Intel的高级责任工程师Stephen Fischer认为,摩尔定律还活着,特别是在Penryn 上仍然适用。

Penryn也改进了电源管理。Fischer认为,Penryn允许计算机操作系统在特定的时刻,如CPU的一个核暂时不工作时,可以减少对其电源供应。

Intel也正在研究Tera计算。Tera的运算速度可超过每秒百万亿次。这种由Intel中东团队研发的新架构不同于目前的双核心、四核心处理器架构,而是向小型化方向发展,就像嵌入式系统那样,在一个紧凑的系统里提供强大的性能。TerraFLOP处理器原型的最大特点就是计算功能强劲,拥有80个处理器内核,每个内核的时钟频率为3.1GHz,整个计算速度达每秒1万亿次以上。该处理器强调处理器的并行性,或者同时执行多个任务的能力。这一计划的成败关键在于软件与多级内存调度。

AMD的Griffin与Fusion

AMD正在研究移动处理器平台技术。大概是怕迅驰抢走了所有的风头,AMD 正在紧锣密鼓地研发下一代的移动运算平台Puma,不过要到2008年年中才能上市。“Puma”则是整体平台的代号,处理器核心“Griffin”是第三代Turion 64 X2 双核心64 位CPU 的代号,预计采用65nm 工艺,并且支持DDR2-800 内存。

AMD的资深人士Maurice Steinman认为,在处理器性能需求降低时,能耗也可以随之降低,例如在演示一个PPT文件时,当出现一个静止的图像时,处理器的电源可以降低,而在出现动态的图像时,电源随之增加。Steinman说,你只需要为自己想要操作的电力消耗付费,而不必给不需要操作的电力消耗付费。

AMD也正在开发一个希望在2009年上市的芯片Fusion,其英文直译就是融合的意思。Fusion处理器是AMD收购ATI后提出的整合GPU与CPU的下一代处理器。它希望整合计算机中中央处理器单元(CPU)与图形处理器单元(GPU),以大幅提升电源使用效能。由于在芯片内部的连接速度会远远大于PCI-E总线的速度,而且这种方式的耗电量也相当低,因此,在一个芯片内整合两者将提供更好的功耗表现,这也是为什么Fusion会成为移动领域焦点的原因。

Fusion处理器将会提供离散图形和物理加速技术,来适应高端用户的应用需求。In-Stat公司分析师Max Baron 认为,这项研究的一大创新是终结了处理器发展的传统思路。不过,这是一项新的研究,距离实际生产还有很长的时间。专家认为,Fusion面世时,成本一定会很高,但是这项技术会让你看到你以前从来没有见到过的优势,你不得不为其付费。
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converf 2008-09-25
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努力学习中,一直观望
ozar1155 2008-09-24
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现在什么都应该注重环保
lehedele 2008-09-24
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好铁需要人气!加油!
zhsj64 2007-06-18
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