多核革命 AMD首席技術官幫你解密CPU[圖]

● 未來多核心處理器的發展方向

◎ SoC（SMP on a Chip）

    在1990年代中後期，RISCSMP市場的主流是4、8和16路SMP。這種『利潤最豐厚』的市場，提供了額外的CPU能力來證明應用並行化的效果，而不會產生讓人無法接受的成本開銷，也不會為應用提供過多無法有效利用的處理器。

    目前的趨勢是，數年內將能夠在單一芯片上實現類似的SMP尺寸，從而據此做出多方面的預測：

    •在1990年代，RISCSMP打開了UNIX服務器市場，多核芯片能否以與之相同的方式打開並行代碼的新市場？

    •為了有效利用多核處理器芯片，是否需要在架構或編程模式上進行根本性改變？或並行應用能否憑借自身的力量發展，還是需要架構方面的增強（如transactionalmemory）？

    •提高單一芯片的核心/線程數量，是否能夠消除絕大多數用戶對於更大型SMP系統的需求？

    即使對於單插槽或雙插槽系統，每個芯片上核心數量的提高，將會使用戶混合運行多線程和單線程作業（這些作業不會使用全部CPU核心），更像最近10年中的大型SMP服務器，而不是傳統的使用模式。即使是在這些小系統中，核心數量的日益增多也可以擴展虛擬化的采用，支持多個客戶操作系統使用各自專用的核心，但競爭使用內存空間、內存帶寬、共享緩存及其他共享資源。

◎ 設計空間的爆炸式增長

    在本文開頭的簡單示例，已經討論了在定義適當的微處理器芯片指標參數時的復雜性和相當有限的自由度（例如，一或兩個核心加上小容量或大容量緩存）。AMD最初銷售的雙核處理器基於90納米的工藝技術，年中即將推出的四核Barcelona將基於65納米工藝技術。采用45納米技術，AMD能夠將內核數量再翻一倍（8個內核）；而采用32納米技術，AMD則將能夠將內核數量再翻一倍（16個內核），同樣22納米技術還能夠令AMD將內核數量再翻一倍（32個內核），而這一切都是切實可行的。

    最近的研究表明，無論從設計或應用性能的角度來看，CMP設計空間都是多維的。但問題是，性能與性價比指標的定義已經發展出了很多層次的自由度。若每個應用都擁有不同的單線程性能、多線程性能、單線程性價比和多線程性價比設計點，將更難以做出決定。而且，CPU產量與不斷增加的獨立『最優』設計點，也將成為芯片產業即將面臨的主要挑戰。