Intel展示48核心處理器

英特爾研究院的科研人員日前展示了一款共有48核心的英特爾處理器研究原型，在單晶片上實現雲端電腦(cloud computer)的性能，為手提電腦、個人電腦及伺服器的設計方式提供了眾多創新意念。該項研究的長遠目標是為未來的電腦增添目前難以置信的擴展性能，促進開發全新的應用程式和人機界面。英特爾計劃於明年向業界和學術界合作夥伴提供100個以上的晶片原型，用於實際的應用研究，開發全新的軟件程式和編程模式。 英特爾將於2010年初發佈整合關鍵功能的新一代Core系列晶片，同年還將發佈6核心和8核心處理器。至於今次推出的晶片原型，則擁有48個可完全編程的英特爾處理器核心，亦是有史以來整合度最高的單一矽晶片。它還整合了進行資訊共享的高速晶片網絡（high-speed on-chip network），以及最新發明的電源管理技術，可讓全部48個核心發揮極高能源效益，其功耗低至25瓦，運行最高能耗亦僅為125瓦（能耗與目前的英特爾處理器相若，僅相當於兩個普通家用燈膽的耗電量）。 英特爾計劃展開進一步的研究工作，加深了解如何在未來的主流晶片上，實現多核心的架構和協作。例如，未來擁有這類強大處理功能的手提電腦能夠像人類一樣，用「視覺」來準確辨別出物體及其動作。 試想想未來可能出現的情景，人們以電腦來上虛擬舞蹈課或在網上購物，透過手提電腦的3D鏡頭及顯示屏，就可以如同照鏡一樣，看到自己試穿衣服的樣子。再轉一圈就能看到衣料的質感，以及衣服顏色是否與自己的膚色相配。 這種互動方式可以讓人們擺脫鍵盤、遙控器和遊戲桿的束縛。一些研究人員甚至認為電腦將可讀取腦電波，只要在腦海中想著一個指令，例如寫字，不用說出來亦可由電腦自動執行。 該款晶片原型採用的結構形式，與在網上建立「雲端」運算資源的數據中心所用結構相同。 雲端數據中心是由數十個以至數千個電腦通過有線網絡互連而組成，並行地發送大量任務和數據組。英特爾的新型研究晶片採用了類似方法，但所有的電腦和網絡均整合在一個郵票大小的單晶片上，採用了英特爾45nm high-k金屬柵極技術（High-k metal gate technology），大大減少了創建雲端數據中心所需的電腦數量。 該款概念晶片在處理器核心之間採用高速網絡，實現高效的訊息和數據共享。由於數據封包（data packet）只須在晶片上移動數毫米，而非移動數十米至另一電腦系統上，因此這項技術在通訊性能和能效方面，均較現時的數據中心模式顯著提升。 應用軟件可以利用該網絡，直接在核心之間實現快速的訊息傳遞，通常只需數微秒，從而減少於速度較慢的晶片外系統記憶體（off-chip system memory）上存取資料。此外，應用軟件還可作出精確動態管理，以決定在特定時間內應該使用哪些核心來完成特定任務，令性能和能耗更妥善地配合每項任務的具體需求。 相關任務可在附近的核心上執行，甚至可以像裝配線一樣，將結果從一個核心直接傳遞至下一個核心，最大程度地利用晶片的整體性能。此外，這種軟件級別的控制能力更可進一步擴展，實現對電壓和時脈的管理。核心可以關閉和開啟或改變性能水平，根據特定時刻的需求不斷調整，盡量降低耗電量。 隨著電腦製造商和軟件發展商轉向單矽晶片上的多核心技術，針對多核心處理器的編程已經成為業界的一大挑戰。這款晶片原型可以應用雲端數據中心軟件常用的高效並行編程方法。Rattner還透露，在Open Cirrus上合作的英特爾、惠普（HP）和雅虎（Yahoo）科研人員已經開始利用Hadoop這種支援資料密集型、分散式應用程式的Java軟件框架，將雲端應用程式移植到這種包含48個IA核心的晶片上。 英特爾計劃提供100個或更多的研究晶片，供全球數十家業界及學術研究合作夥伴研究使用，為未來的多核心處理器開發新的軟件程式和編程模式。 今次推出的晶片原型代表了英特爾兆級運算研究項目的最新突破性成果，旨在打破技術限制，將未來晶片內的核心數目擴展至數十個，甚至多達數百個。該晶片原型由英特爾在印度班加羅爾、德國布倫瑞克以及美國俄勒岡Hillsboro的科研人員共同開發。關於該晶片架構和電路詳細情況的論文預計將於2010年2月舉行的「國際固態電路大會」（International Solid State Circuits Conference，ISCC）上公佈。