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更强 更快 更安全——从MPF 2004看未来处理器发展
2004-10-25 15:06:30
在美国圣何塞举行的2004秋季微处理器论坛(Micro Processor Forum,10月13日~16日)已经闭幕,紧接着2004年秋季IDF也在深圳召开。未来处理器会变成什么样子?这是我们大家非常关注的一个话题。毫无疑问,更快、更强、更安全的处理速度是未来处理器的主要发展方向,但随之而来的能耗、发热量等问题也需要解决。

多内核将成未来主流
近日,英特尔宣布取消4GHz的P4处理器。对此,有业内人士表示:英特尔现在生产3.6GHz的P4处理器都有些吃力,高主频的处理器更是无从谈起了。而在本次IDF上,无论是数字家庭应用,还是高效安全的企业应用,英特尔都在强调一个重点,即双内核、多线程处理器。而对高频率的宣传则相当保守。

未来处理器的真正卖点将停留在“多内核”身上。从微处理器论坛上英特尔和AMD的演示来看,2005年双内核处理器将有望上市,另外,SUN的UltraSPARC系列可能会推出针对高端服务器市场的8内核处理器。

英特尔已经有了一个双内核处理器的工程样品,其代号为Montecito。它具有17.2亿个晶体管和26.5MB的缓存,和现有的处理器相比,相当惊人。不过,多内核处理器应该还不会很快地来到我们身边,因为配套芯片组也是一个不得不考虑的问题,加上价格等一系列问题,所以在两三年内单内核的处理器仍会是市场上的主流产品(编注:更多多内核处理器技术请参阅35期F10版)。

全面步入64位时代
微处理器在过去20年的时间里发生了质的飞跃,从最初的8086,到划时代的586处理器,以及AMD的64位处理器。以现在的价格来说,64位处理器仍属于中高端产品,加上微软的64位操作系统迟迟没有发布,因此64位处理器无法大展拳脚。

威盛电子也在秋季微处理器论坛上正式公布了下一代64位Isaiah处理器核心的规格。Isaiah最大的特点是将低功耗设计和业界最先进的嵌入式信息安全功能整合在一起。Isaiah核心除了64位数据处理能力之外,还整合了附加的数字高效能媒体功能。
看来从2005年开始,业界应该将这一年正式定为64位处理器的全面替代32位处理器的一年。不过,不用担心32位处理器马上就会淘汰,按AMD的时间表,64位时代在2005年会真正到来,而英特尔则认为真正迎来64位时代的年份要在2006年才开始。所以,离32位平台真正淘汰的时候至少还有两三年的时间,此后才会完成其历史任务而退居二线。

内部整合安全检测功能
随着网络的普及,计算机病毒爆发的危害日益增加,病毒的数量增加得也很快,安全问题必将成为市场上的热点。已经有许多硬件厂商在开发类似防火墙性质的芯片产品了。而在处理器方面,我们也已经看到了安全技术的影子,相信未来安全型的微处理器将会是各大厂商所宣传的一大亮点。

Intel和AMD都在自己的新型CPU中内建了安全技术,可以阻止恶意代码的运行。AMD的技术被称为增强病毒保护,内建在其Athlon64和Opteron处理器中。该技术可以确定系统内存如何对付恶意代码,并且防止处理器运行这些用心不良的代码。

Intel也在安腾处理器中集成了自己的Execute Disabled Bit技术,并计划将该技术也植入未来的x86架构的P4处理器中。威盛电子也在其新的Isaiah处理器中内建了一个具有硬件资料保全功能的模块PadLock。

这些功能听起来相当不错,但是真正实现还需要有操作系统的支持,否则这些功能就是摆设。不过,幸运的是,新的Windows XP SP2已经能支持这些技术,而Windows Server 2003 Service Pack 1中提供类似的支持,并将于今年年底前正式发布。Red Hat也正式推出了新版本,以支持处理器的安全功能。

发热问题亟待解决
只要未来的处理器仍然还在使用晶体管,那肯定少不了要发热。在狭小空间里高速运行的处理器和缓存所释放出的热量是相当惊人的,有时像一个小的“核反应堆”。例如,采用0.18微米工艺制造的安腾2处理器包括2.2亿个晶体管,功率超过100W,发热量惊人。

英特尔公司提出了一个解决方案,使用新的BBUL封装技术。它可以直接将处理器核心嵌入到封装基层中(使用铜线连接),省去了焊接的电极,使核心和封装基层能够一次成型,不但降低了功耗也提高了稳定性。据英特尔官方估计,BBUL的封装方式会减少25%的功耗,芯片的尺寸也会进一步降低。另外,BBUL的另一好处是可以将多个CPU内核进行独立封装,可以避免在生产时某一核心出现问题就要报废整个处理器的窘境。

不过,BBUL技术在未来四五年后才可能真正实用化,对于目前已经出现的高发热量的处理器来说,高主频将不再是厂商们所追逐的重点了,缩短流水线长度,提高指令预测能力,吸取RISC和CISC的精华,设计出更强大的处理器才可能是未来几年内一些微处理器厂商们的重点。

  

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(摘自《电脑报》 

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