四核

四核

四核指的是基于單個半導體的一個處理器上擁有四個一樣功能的處理器核心。換而言之,將四個物理處理器核心整合入一個核中。四核與雙核的區別在于對多任務處理上,四核心的CPU開四個程式要比雙核心CPU開四個程式要快,再就是多核心在進行大資料量運算時優勢更大(比如說平時測試用的多執行緒浮點計算)。

  • 中文名稱
    四核
  • 概述
    基于單個半導體的一個處理器上
  • 簡介
    英特爾全力用新技術開創新局面
  • 晶片
    第一款UMPC級處理器稱為McCaslin
  • 四核系列
    核是什麽 推出產品 獨特功能
  • 轉向45nm晶片
    下代晶片 產品特點 問題前景

晶片

英特爾認為,超級移動個人電腦(UMPC)將是下一個偉大的產品,它稱之為功能裁減型設備。但是,UMPC真的是具有加強網路流覽能力的智慧型或iPhone固醇。"未來幾年內,我們將看到這些移動網際網路設備的興起,"Otellini說,"它們現在已經上市,但是,還沒有形成規模。"

四核

英特爾已經推出其第一款UMPC級處理器,該晶片被稱為McCaslin。有趣的是,它不是被用于手持流覽器中,而是被用于蘋果電視中。針對這些手持流覽器套用,英特爾確實投入了一款更為強大的晶片Menlow,預計該晶片要到2008年上半年才能備妥。與運行于Windows的McCaslin不同,英特爾表示,Menlow將同時支持Windows和Linux。

在Menlow之後,英特爾計畫推出更小、更快和功耗更低的處理器。"這對我們來說僅僅是開頭,"英特爾公司負責超級移動性組的總經理Anand Chandrasekhar說,"我們利用Menlow平台的基本技術要素已經到位,然後,我們要對其進行反復設計,以降低功耗並提高性能。"

四核系列

核是什麽

在"核"中是什麽?對于英特爾公司來說,該術語模棱兩可:核(Core)的第一個字母是"c",指的是為英特爾最新的處理器提供處理能力的微架構;小寫字母的核(core)在英特爾也大行其道,因為雙核與四核處理器組成了英特爾公司最有利可圖的晶片。

推出產品

英特爾已經推出了若幹四核台式機晶片,作為其雙核Quad和Extreme家族的組成部分。在伺服器領域,英特爾將在其低電壓3500和7300系列中交付使用不少于具有9個四核處理器的Xeons。

在春節分析師活動中,英特爾強調,其核(Core)架構整體上包括雙核及四核晶片,超過它專門做的四核。英特爾公司首席執行官Paul Otellini說:"我們將逐漸推廣套用我們的核微架構,在所有市場領域,自頂向下分別是單核、雙核與四核。"

獨特功能

英特爾處理器核的特點在于具有稱之為"寬動態執行"的功能。更為重要的是,其工作功耗比為奔騰4提供處理能力的Netburst架構要低。"我們期望到今年底自頂向下百分之百地採用核微架構,"Otellini說,"今年全年,我們正以非常快的速度取代所有的產品,甚至以核微架構的變種滲透到奔騰處理器和賽揚處理器的領域。這就賦予我們在每一個領域的性能領先地位,並賦予我們高度的成本優勢。"

然而,顯然四核對于英特爾的前進來說將越來越重要。在2007年下半年隨時可能發布兩款採用英特爾最新45nm晶片技術的新型四核處理器:用于台式機的Yorkfield和用于伺服器的Harpertown。

45nm晶片

下代晶片

在45nm這種下一代晶片製造技術進步的競賽中,看來英特爾已經比AMD領先至少一年(45與晶片蝕刻的特征尺寸有關)。AMD可能要到2008年底才能推出45nm的處理器。

在春季分析師活動中,英特爾公司的工藝和製造組的總經理Robert Baker說,英特爾公司的四家工廠已經在45nm晶片製造方面備妥。

產品特點

"Penryn及其第一代45nm產品將在今年下半年推出,"Otellini說,"Nehalem-下一代微架構-將于2008年以45nm工藝推出。在09年我們要保持推出新晶片的節湊,開始部署32nm晶片,實質上就是Nehalem的縮微版。在2010年,我們將推出稱為Sandy Bridge的新型微架構。"

在基于45nm工藝的晶片上設計較少的功能,其固有的好處在于低功耗工作。此外,縮小裸片的尺寸容許英特爾把更多的功能增加到晶片上,Baker解釋說。例如,有了Penryn,英特爾就可以利用額外的空間來提高高速緩沖存儲器的容量,並增加新的指令,從而使處理器更精于處理影片和多媒體。

對于英特爾的晶片設計工程師來說,並不是不熱衷于集成更多的功能。正如Baker解釋說,在利用附加的空間來增加更多的功能和降低成本的要求之間存在著壓力;後者要求不增加新的功能,而是利用未用空間使晶圓上能夠製造出更多的晶片,從而提高產量。

問題前景

幾年來,向著更小特征尺寸前進的步伐一直沒有受到阻礙,但是,在向45nm轉移的過程中並不能享用已經取得的成就。確切地說,像英特爾和IBM這樣的公司一直謀求從實際和基礎物理學兩個方面突破矽的極限,因為在一些組件隻有幾個元件大的地方,片上元件更接近于那些組件的尺寸。最大的問題一直是被稱為"泄漏"的問題,表現在電流並沒有維持在它被期望的數值。

新型材料

那就導致人們尋求新型的材料。英特爾認為,在稱為高K金屬新材料領域它已經取得了巨大突破,從而取代了過去30年一直使用的多晶矽。"這是在材料領域的根本變革,"Baker說。

英特爾下一步將利用由採用45nm工藝獲得的額外空間,開始把圖形處理集成到處理器本身當中。有趣的是,那正是英特爾公司內部一些晶片設計工程師早在上世紀90年代就強烈要求公司做的事情,據報道,當時那種行動方向被否決了,因為英特爾的業務優勢更多地在于把非CPU的功能放在輔助晶片組上,從而可以分開銷售。

45nm工藝也將被用于構建具有8核以上的處理器,其中,一款名為Larrabe的設計已經在畫電路板。根據Otellini透露,Larrabe將"滿足非常非常高性能的圖形和高性能計算需求。"

8核處理

英特爾公司正在全力以赴地抗擊AMD公司即將發布的四核伺服器晶片-Barcelona-的挑戰。AMD把它定位為業內第一款"原創"四核晶片,意味著其設計是從頭開始把四顆處理器集成到單片矽之上。相比之下,AMD指出,英特爾公司現有的四核晶片把兩顆雙核器件塞入單一封裝之中。英特爾公司的首席執行官Otellini為此作出了著名的雄辯,"我認為,如果你認為人們會在乎封裝的話,你將錯失市場機會。"

英特爾公司在四核競爭中的領先地位正結出碩果。在春季的分析師會議上,Otellini表示,四核Xeons正被爭相搶購,特別是在針對雙核處理器的著名的DP配置中。這種"DP"指的是不由晶片的內部配置,而是由伺服器的若幹插座配置。所以,如果在伺服器主機板上存在兩個插座,並且每一個插座安裝一顆四核處理器的話,最終結果是構成一台非常強大的8核伺服器。

"今年第一季度,我們的四核版本的DP伺服器完全擊敗了競爭對手的DP產品線,"Otellini說,"在我們的DP出貨中,四核版本的伺服器的百分比持續成長,為什麽?對于伺服器部署來說,四核DP是甜蜜點。就把它視為一種非常有成本效益的8核機器:兩個處理器,每一個上面有四顆處理器。"

削減開銷

在春季分析師會議上,Otellini及首席財務官Andy Bryant在演講中認為,如果你不能獨自通過賣出更多的晶片或以更高的價格發號施令(對于微處理器來說,後者最為困難,最強大的晶片除外)而增加營業收入,那麽,有助于提升你的銷售收入底線的靈丹妙葯就是削減成本。那正是英特爾公司正在做的事情,並將貫穿全年。

正如Otellini在PowerPoint檔案中總結其戰略時所說:"較低的成本結構和以成本為目標的設計,將提高我們在現有和新興市場的競爭力,"並且"結果是:2007和2008兩年的底線成長率超過頂線成長率。"

Bryant在其演講中概要地指出,英特爾公司的財務管理"取得了長足進展,但是,仍然需要努力。"它的宣傳材料指出,英特爾的資本開支將壓縮2.5億美元以上,或2007年比2006年將壓縮5%;然而,整體的資本開支仍舊高達55億美元。

如此拮據的財務控製意味著,英特爾必須在大量生產如此多採用新技術的處理器時要非常重視執行,因為構建處理器的成本很難再進一步降低。Bryant在他的發言期間說:"把領先產品家族推向市場的成本大約為30億美元。"

英特爾的成本控製還涉及降低內部的總人數。據報道英特爾已經實現了把人力從103,000人縮減為92,000人的目標。"人數將繼續減少,"Otellini在春季分析師會議上說。

Otellini並沒有提供精確的數位,然而,報告顯示,位于美國新墨西哥州的一家晶片廠將因設備更新而裁減1,000名工人。

新興市場

在個人電腦領域的所有玩家-晶片供應商和系統設計公司-來說,美國是一個成熟市場,在過去十年中,世界上任何其它地方都沒有達到過它曾經擁有的那種成長率。但是,亞洲仍然是尚未開啟的巨大市場,在那裏許多人至今還沒有購買過第一台個人電腦。

由此而來的出人意料的變化就是,在富裕的(美國)國內市場,最尖端的處理器一直熱銷;相比之下,英特爾公司認為更廉價、設計更精簡的處理器將成為促進海外市場發展的重要手段。確實,英特爾已經看到一個可能不久將購買電腦的超過1.3億人口的市場。"這就是剛剛具備購買電腦的能力的總人口數,"英特爾公司的銷售和市場組總經理Sean Maloney在春季分析師會議上說,"我們相信那些人口中絕大多數將購買筆電。"

為了利用已經感覺到的強大的海外市場需求,英特爾公司正提供有時候令人誤解的混合型產品,使之適用于筆電、簡樸古老的個人電腦和新型的重量輕的移動平台。有那麽一個低成本的個人電腦平台,孤立地看,它在一定程度上類似于針對MIT的100美元One Laptop Per Child(針對兒童需求的台式機)作出的回響。英特爾已經設計了一種300美元的"同學個人電腦",這種台式機採用了賽揚處理器,配置2GB快閃記憶體和7英寸螢幕。

此外,Silverthorne也隨處可用,該晶片似乎有若幹作用。英特爾常常稱之為獨立的處理器,它將為UMPC和手持網路流覽器提供處理能力。然而,因為Otellini把它的特徵歸結為具有"2003/4主流移動處理器性能"的處理器,它可能顯然是針對新興的低成本筆電市場尋求出路。

此外,市場上已經出現了許多傳統風格的筆電平台。

無線聯網

英特爾在美國的筆電處理器的銷售也出現了成長,每個家庭的筆電的滲透率不到"半台",因此,它計畫推出一系列新型的筆電平台。

"我們5月6日推出了我們的第四代Centrino處理器(),該平台的代碼名稱為Santa Rosa,"Otellini說,其特色在于具備一個新型的Merom 處理器和802.11n無線電、一體化圖形處理以及英特爾最新的透平存儲器。Otellini表示希望Santa Rosa能夠非常快速地獲得普及套用,並說,它將在相當短的訂購期內佔據英特爾公司筆電處理器出貨量的絕大多數。

Montevina筆電平台將于2008年跟進,它配備一個45nm的雙核處理器,最為值得註意的可能是其混合與匹配無線電功能。Montevina 將配備標準的WiFi和較新的WiMAX兩種無線聯網功能,英特爾一直強調希望它不久將佔據主宰無線標準選擇的地位。

系統晶片

系統級晶片:Tolapai與Silverthorne並駕齊驅

Tolapai和Silverthorne是有趣的一對產品,在某種程度上標志著英特爾公司的新航程。這家半導體巨人迄今為止一直都是提供處理器產品;即提供OEM或零售客戶能夠從貨架上購買的晶片。

系統級晶片採用的是完全不同的流片切片。在50,000英尺的水準上,你可以不把SoC視為一個產品,而是一系列智慧產權構建起來的晶片。即半導體設計公司要具備了設計SoC所需要的一切不同的模組,包括:處理器、邏輯、RAM、甚至像圖形引擎這樣的輔助功能。

當OEM提出需要特定版本的那種晶片時,會針對它想製造的特殊產品進行定製,然後,半導體供應商才開始付諸實施。它把需要的模組從虛擬架上取出,集成在一起,燒一個掩膜,然後,把整個設計遞交給代工廠。那就是定製晶片。

這正是英特爾為Tolapai和Silverthorne所構想的套用(英特爾還將為後者提供最新的組成部件)。該設計似乎分別針對高和低端套用。

英特爾公司于4月在北京舉行了開發商論壇,下面給出了新聞發布中對Tolapai的解釋。

在"面向企業的系統級晶片計畫"中,英特爾公司高級副總裁Pat Gelsinger揭開了Tolapai計畫的神秘面紗,這是第一款把若幹關鍵系統元器件集成到單一的、基于英特爾架構的處理器之中的企業級SoC產品家族。與標準的四晶片設計相比,2008年上市的Tolapai產品有望把晶片的佔位面積縮小45%,功耗降低大約20%,與此同時,改進吞吐量性能和處理器的效率。Tolapai將包含新的英特爾QuickAssist Integrated Accelerator(一體化加速器)技術。與面向企業級套用的Tolapai相比,Silverthorne-如上所述-將針對UMPC級手持設備的套用。

英特爾公司染指SoC的意義重大,因為傳統上SoC一直以來常常都把目標市場定位于那些沒有足夠的批量的產品,如果針對這種套用發布一款"全尺寸通用型"產品是不劃算的。英特爾一向專註于大批量生產的產品市場,並且總是堅持提供重要的晶片方案。

或許,英特爾公司選擇嘗試SoC意味著它將採取幾分為招徠顧客而虧本銷售商品的策略。也就是說,或許它意味著開始時以Silverthorne介入UMPC市場,即使賺錢不多也是令人滿意的,如果它有助于培育那個市場的話(記住,超級移動個人電腦市場實際上不存在,此外,英特爾對蜂窩電話晶片市場的全面進攻以失敗告終;或許,前車之鑒已經讓英特爾獲得靈感,從而改弦易轍)。

如果與這種假設吻合的話,鎖定高端套用的Tolopai怎麽樣呢?高端套用可能是英特爾最能夠學習如何普及套用並運行其SoC技術的地方。此外,英特爾可能預想未來不遠的某一天佔據領先地位的電腦(採用16位、32位或64位處理器)不再是日用品的空間,因此,它想未雨綢繆在SoC上取得飛躍。

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