英特爾CTO：走出性能與能耗的悖論

在奔騰時(shí)代，技術(shù)的進(jìn)步一直延續(xù)著這樣的原則：為了滿足人們對(duì)高性能的需求，英特爾的開(kāi)發(fā)者們不得不以增加能耗為代價(jià)。直到英特爾公司在以色列的研發(fā)團(tuán)隊(duì)成功推出奔騰M，這個(gè)真理般的邏輯規(guī)律得到了扭轉(zhuǎn)，性能和能耗之間的博弈并非是不可逾越的鴻溝。在雙核、四核甚至多核時(shí)代，人們不僅會(huì)體驗(yàn)到技術(shù)帶來(lái)的性能提升，更能真正實(shí)現(xiàn)能耗的降低。 

終結(jié)性能與能耗的博弈 

能源問(wèn)題成為全人類共同關(guān)心的話題，也成為前沿技術(shù)研發(fā)的牽動(dòng)力量。無(wú)論是收音機(jī)、電視機(jī)，還是報(bào)紙、互聯(lián)網(wǎng)，無(wú)不充斥著有關(guān)能源的報(bào)導(dǎo)。無(wú)論是高密度機(jī)架服務(wù)器，還是起居室中時(shí)尚的、平穩(wěn)運(yùn)行的歡躍（Viiv）平臺(tái)，抑或是您在旅途中攜帶的輕薄筆記本電腦，甚至是手持設(shè)備，無(wú)一不涉及到重大能源問(wèn)題。從微觀層面講，這些能耗問(wèn)題直接關(guān)乎設(shè)備的電池使用時(shí)間；從宏觀層面講，無(wú)處不在的能源消耗不僅導(dǎo)致人類資源的匱乏，也造成極大的環(huán)境污染，威脅到人類的生存。 

然而，我們工作、生活中的任何設(shè)備都擁有一個(gè)功率范圍和功耗預(yù)算，而且是一種邏輯博弈。例如汽車設(shè)計(jì)師，可以放開(kāi)自己的想象力，設(shè)計(jì)并制造一臺(tái)具備極為出色的加速性能、最快的速度和最大安全性的汽車，但是你必須犧牲更多的原材料，并為汽車的運(yùn)行支付更多的燃料（即能源）費(fèi)用。假如你制造一輛非常經(jīng)濟(jì)的汽車，它行駛范圍非常廣泛，而且非常省油。那么，你不得不委屈一下汽車的舒適性、安全性和加速度。建筑師也一樣，增加居住面積，必然增加能耗。 

在信息技術(shù)領(lǐng)域，性能和能耗的平衡更是普遍。自1983年奔騰處理器問(wèn)世，直到目前的奔騰4處理器，每一次性能提升都要求能耗的增加。 

幾年前，英特爾以色列設(shè)計(jì)中心的一支工程師團(tuán)隊(duì)，受命研制一枚移動(dòng)式處理器：它需要在提供卓越性能的同時(shí)，具備節(jié)能特性。這支團(tuán)隊(duì)的第一次嘗試，也就是眾所周知的奔騰M，成功地實(shí)現(xiàn)了這個(gè)目標(biāo)。事實(shí)上，奔騰M的能效至少可以與最初的奔騰處理器持平，甚至更高。驟降的能效趨勢(shì)開(kāi)始陡然上升，一直恢復(fù)到與十多年前的處理器相類似的水平。 

性能、能耗和能力一個(gè)都不能少 

其實(shí)，性能和能耗的博弈不是單線條的，它還牽涉到第三個(gè)要素，那就是能力。在微處理器領(lǐng)域，追求高性能和低能耗的技術(shù)難題被攻克了。但是，微處理器最終價(jià)值是整合和運(yùn)行諸如64位運(yùn)算、虛擬化、信息資源管理和安全保障等功能，這些功能是微處理器能力的體現(xiàn)。也就是說(shuō)，我們可以設(shè)計(jì)一款技術(shù)領(lǐng)先、能力超凡的微處理器，其節(jié)能表現(xiàn)也非常突出，但是能否將這些突出表現(xiàn)充分貫徹到今后的應(yīng)用設(shè)計(jì)之中？這是問(wèn)題的關(guān)鍵所在。新推出的英特爾酷睿微架構(gòu)就是為了解決這個(gè)問(wèn)題。 

任何成功的微架構(gòu)都來(lái)源于成功的半導(dǎo)體技術(shù)。英特爾酷睿微架構(gòu)采用的是65納米制程工藝。這是一項(xiàng)非常尖端的技術(shù)，可使晶體管性能提升20%，交換功率降低30%，正好維持新一代微處理器的能效標(biāo)準(zhǔn)。 

根據(jù)英特爾的技術(shù)路線圖，預(yù)計(jì)在2007年下半年，45納米制程工藝將會(huì)被采用。45納米技術(shù)將為人們帶來(lái)更大的高速緩存、更小的內(nèi)核，并支持我們?cè)趩蝹€(gè)芯片上放置更多內(nèi)核。 

按照摩爾定律的演進(jìn)，到2009年，32納米工藝將投入使用。在封裝技術(shù)上，基于65納米工藝，英特爾推出了雙核處理器；基于45納米工藝，英特爾將推出四核處理器。未來(lái)十年內(nèi)，數(shù)十上百核的處理器都將成為現(xiàn)實(shí)。也就是說(shuō)，“高性能+低能耗”的原則，在滿足多元能力需求的情況下將得到更徹底的貫徹。 

目前，英特爾酷睿微架構(gòu)不僅可以應(yīng)用在移動(dòng)平臺(tái)（該技術(shù)的發(fā)源地）中，并且適用于所有類型的平臺(tái)。因此，英特爾酷睿架構(gòu)將再次現(xiàn)身移動(dòng)系統(tǒng)，同時(shí)它也正在向臺(tái)式機(jī)和服務(wù)器系統(tǒng)中大踏步地挺進(jìn)。 

能耗問(wèn)題是全行業(yè)的使命 

解決能耗問(wèn)題的真正潛力不僅在制程工藝和微架構(gòu)，更在于平臺(tái)級(jí)別的協(xié)助。平臺(tái)級(jí)別的協(xié)助是一個(gè)產(chǎn)業(yè)生態(tài)鏈的概念，一方面操作系統(tǒng)要做很多工作，另一方面還有I/O設(shè)備、通信存儲(chǔ)與顯示器等方面的工作，更重要的是要設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)問(wèn)題。也就是說(shuō)，在解決低層技術(shù)的同時(shí)，必須建立產(chǎn)業(yè)協(xié)作氛圍。 

構(gòu)想、創(chuàng)造并使技術(shù)造福于整個(gè)行業(yè)，是所有技術(shù)人員的神圣使命。機(jī)遇和挑戰(zhàn)共存，我們將緊密協(xié)作，誓做變革的中流砥柱，為實(shí)現(xiàn)行業(yè)高效節(jié)能的夢(mèng)想推波助瀾。