未來(lái)的多核處理器將有多少個(gè)內(nèi)核

多核芯片設(shè)計(jì)中的核數(shù)量將急遽增長(zhǎng)，多核初創(chuàng)公司Tilera的創(chuàng)始人兼CEO Anant Agarwal近日表示，10年內(nèi)臺(tái)式機(jī)芯片內(nèi)將有100個(gè)核。

“我會(huì)稱(chēng)其為摩爾定律系列——內(nèi)核數(shù)量每18個(gè)月翻番。”Agarwal表示，Tilera目前提供名為T(mén)ile64的64核嵌入式處理器。

到2017年，Agarwal預(yù)計(jì)，嵌入式處理器將包括4096個(gè)核，服務(wù)器CPU將有512個(gè)核，而臺(tái)式機(jī)芯片將達(dá)128個(gè)核。

多核設(shè)計(jì)在一個(gè)芯片上就實(shí)現(xiàn)了服務(wù)器群，從而縮減了數(shù)據(jù)中心大小，Agarwal表示。它還能基于面部識(shí)別軟件來(lái)創(chuàng)建能自動(dòng)索引個(gè)人照片的臺(tái)式計(jì)算機(jī)，他接著說(shuō)。

但首先，他表示，行業(yè)需要提供新的軟件模型，因?yàn)槟壳安捎镁€程和緩存一致性監(jiān)管的操作系統(tǒng)無(wú)法適應(yīng)這種多核器件。“SMP Linux將成為過(guò)眼煙云。”Agarwal說(shuō)。

為使軟件模型簡(jiǎn)單，多核芯片應(yīng)是許多相同通用內(nèi)核的集合，他指出。但其它設(shè)計(jì)師對(duì)此則持相反看法。

AMD高級(jí)研究員Chuck Moore所談的新軟件模型是一系列針對(duì)不同任務(wù)優(yōu)化了的異構(gòu)核的集合。計(jì)算機(jī)應(yīng)該更像手機(jī)那樣，Moore建議，計(jì)算機(jī)應(yīng)采用各種專(zhuān)門(mén)的核來(lái)運(yùn)行通過(guò)高級(jí)別API 安排的模塊化軟件。

“我們預(yù)見(jiàn)到一種從以指令集建構(gòu)為基礎(chǔ)的兼容、向以API為基礎(chǔ)的兼容轉(zhuǎn)變的趨勢(shì)，采用異構(gòu)核，功效可提高一個(gè)數(shù)量級(jí)。”他說(shuō)，“微軟的DirectX API已能應(yīng)付多種圖形處理器，所以，它是種成熟軟件模型。”

瑞薩科技的高級(jí)總工程師Atsushi Hasegawa也表示，手機(jī)中采用許多專(zhuān)用核協(xié)同工作的方式對(duì)未來(lái)的多核設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)是個(gè)好模式。

IBM的微處理器總工程師Brad McCredie指出，計(jì)算機(jī)處理器將經(jīng)歷嘗試采用諸如IBM Cell那樣的片上加速器的這樣一個(gè)階段。但最終，該架構(gòu)將只限用于在許多通用核周邊放置少量專(zhuān)用核的用法。

另外，其它小組成員在預(yù)測(cè)未來(lái)的微處理器內(nèi)將整合多少核時(shí)，并沒(méi)有像Agarwal那么激進(jìn)。例如，Sun微電子部門(mén)的首席專(zhuān)家Rick Hetherington指出，到2018年，服務(wù)器也許只有32到128個(gè)核。

Hetherington還認(rèn)為，目前的軟件模型在下個(gè)10年內(nèi)仍將存活。“我認(rèn)為，我們每核能支持500到1000個(gè)線程。實(shí)際上，也許在未來(lái)5到6年內(nèi)就可實(shí)現(xiàn)。”他說(shuō)。

在基于網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用浪潮中，Sun的多核戰(zhàn)略則部分基于處理類(lèi)似Google那樣的巨頭對(duì)多線程負(fù)載的需求。服務(wù)器環(huán)境中虛擬化的出現(xiàn)，也助推了Sun的戰(zhàn)略。

但I(xiàn)BM的McCredie主張，目前的服務(wù)器必須運(yùn)行包括許多非線程化應(yīng)用在內(nèi)的各種應(yīng)用。“當(dāng)今的數(shù)據(jù)中心運(yùn)行許多‘傻瓜’應(yīng)用，中心內(nèi)的許多人甚至不再了解其原碼放在哪里，”他說(shuō)，“谷歌是例外。我們?nèi)栽谂c那些也許會(huì)一直使用單線程應(yīng)用的用戶進(jìn)行討論。”

英特爾微處理器技術(shù)實(shí)驗(yàn)室主任Shekhar Borkar表示，微處理器核將變得更簡(jiǎn)單，但軟件需以比以前更快的速度進(jìn)步。“以后，一個(gè)內(nèi)核看起來(lái)就像一個(gè)NAND門(mén)。你不會(huì)跟它糾纏不清。” Borkar表示，“就軟件來(lái)說(shuō)，上市時(shí)間過(guò)去一直很慢，但以后我們不再等得起那么長(zhǎng)時(shí)間了。”

Transmeta的創(chuàng)辦人Dave Ditzel(Sun的前CPU架構(gòu)師)認(rèn)同上述看法。Ditzel表示，他參與設(shè)計(jì)了Sun的首款64位CPU，然后等了近10年，商業(yè)化的64位操作系統(tǒng)才問(wèn)世。

“借助多核，我們好像在孤注一擲，” Ditzel說(shuō)，“然后，我們必須睜大眼睛看我們是否足夠幸運(yùn)得到想要的。”