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英特尔超多核芯片研发探秘 基于x86技术 |
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2007年06月19日 15:55 CNET科技网
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据CNET的报道，英特尔“万亿级别计算研究项目”副主管Jerry Bautista表示，英特尔研究人员正在找出简化超多内核芯片复杂性的方法，以便让PC厂商与软件开发者们可以很方便的采用。他说，这些超多内核芯片当中将同时包含x86以及其它形式的处理内核。比如，一款64内核的芯片当中可能包含42颗x86处理核心，18颗加速器以及4颗内心图形内核。
一些实验室及公司，比如ClearSpeed，Azul及Riken已经开发出了超多内核的芯片，像ClearSpeed开发出了一种96内核的芯片，但这些内核只能完成一定的任务。去年，英特尔展示了80内核的芯片原型。虽然半导体行业对此成就大书特书，但实际的问题很快出来了：英特尔是否会用x86内核制造这些超多核处理器？(原型当中并没有使用x86内核)这些处理器可以运行现有的软件与操作系统吗？你如何解决数据通信，发热以及潜伏等问题？英特尔答案是肯定的，并正在着手解决这些问题。
其中一个思路是在本月召开的编程语言设计与实施会议上提出的，这种方法将全部的内核都封装到一个隐蔽的外骨骼(exoskeleton)当中，这些内核看上去象一连串的常规x86内核，或者就只是类似一个大的内核。Bautista说：“它就像一个能源库，根据需要使用运行时间。它的目的是为了简化编程。”
国际计算机架构研讨会上还提出了另外一个开发思路，用一种硬件调度程序把计算任务分解给芯片当中的各个处理内核去完成。Bautista指出，利用这种调度程序，一定的计算任务能够在更短的时间内完成。这种方式还能够防止“热点”(某个内核因为过重的处理任务而变热)的出现，调度程序能够将计算任务分配到临近的处理内核上去完成。为了更快的访问数据，英特尔还在考虑让多个内核分享缓存，在处理器当中内置内存。目前，市面上的很多双核与四核处理器当中的内核都可以共享缓存，但它们存在着一些管理上的问题。Bautista说：“当你达到八核以及十六核时，管理共享缓存会变得非常复杂。”
英特尔的方法是确定操作的优先次序。据悉，经过改进后的缓存管理芯片能够提高芯片10%到20%的整体性能。程序员们不需要专门理解或者适应这些缓存共享或者硬件调度技术的芯片。这些操作很多由芯片自身来内部完成。
发热是另外一个需要解决的问题。目前，为了实现每秒1TB的数据传输速度，I/O(输出入)系统需要大约10瓦的电量。英特尔实验室开发出了一种低耗电的I/O系统，每秒可以传输5GB数据，耗电为14毫瓦(大约是现有5Gbps系统耗电量的十四分之一)，每秒15Gbps数据传输时的耗电量为75毫瓦。
本月，在日本出版的VLSI电路座谈会已经发表了相关的研究报告。核心对核心通讯以及芯片对芯片的通讯均需要低耗电的I/O系统。英特尔I/O研究主管Randy Mooney说：“没有更好的节能技术，超内核芯片不可能实现。”
英特尔官员已经表示，超多内核芯片将在五年之内上市。但需要做的工作还很多。比如，目前，英特尔发言人说，还没有一种基于x86内核的超多内核芯片出来。英特尔的另外一位官员还说，超多内核芯片还依赖于一种名为“硅贯通电极”(through-silicon-vias，TSV)的技术。硅贯通电极通过成千上万根微型线路连接外存储器芯片与处理器，这样做的好处是提高了带宽。
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