摩尔定律引领英特尔前行
英特尔公司高层在美国旧金山英特尔信息技术峰会上上表示,在英特尔32nm和22nm制造技术进步的驱动下,摩尔定律正在引领更广泛、更快速的“创新与整合”。未来英特尔凌动、酷睿和至强处理器以及片上系统(SoC)产品,将使计算机变得更小巧、更智能、功能更强、更易于使用。例如,在许多正在进行的其他创新中,英特尔将首次把图形功能整合到未来的某些芯片产品中去。
英特尔总裁兼首席执行官保罗.欧德宁(Paul Otellini)展示了世界上第一款基于22nm工艺技术可工作芯片的硅晶圆。这个22nm测试电路包括SRAM存储器和逻辑电路,将用于未来的英特尔处理器中。
欧德宁展示的22nm晶圆由一个个芯片构成,其中每个芯片包含364兆位的SRAM存储器,并在指甲盖大小的面积上集成了超过29亿个晶体管。从迄今的公开报道来看,这款芯片包含有可工作电路中最小的SRAM单元,每个单元只有0.092μm2。它基于第三代高k金属栅极晶体管技术,提高了性能并减少了漏电。
英特尔的32nm处理器工艺已经通过认证,而Westmere处理器晶圆已经进入工厂生产线,按计划于第四季度投产销售。紧跟32nm技术步伐,英特尔将随后推出新一代微架构Sandy Bridge,它在同一芯片中将处理器内核与英特尔第六代图形内核整合到一起,并且增加了针对浮点运算、多媒体与计算密集型软件的AVX指令。
通过持续推动创新的步伐,英特尔正在满足整个新兴细分市场的需求,包括上网本、手持设备、消费电子与嵌入式应用。
下一代处理器——Westmere与Sandy Bridge
在英特尔信息技术峰会的主题演讲中,马宏升演示了一个基于Westmere的电脑,在诸如打开多窗口同时上网冲浪等简单的日常任务中,它显示出了响应速度的显著提升。Westmere是英特尔的第一款32nm处理器,具有历史性意义,因为这款英特尔处理器首次把图形芯片整合到处理器封装中。除了支持英特尔睿频加速技术(Turbo Boost)和英特尔超线程技术,Westmere增加了新的高级加密标准(Advanced Encryption Standard, AES)指令,以便实现更快速的加密和解密。Westmere已经按计划进入晶圆生产阶段,计划在今年第四季度开始批量生产。
在Westmere之后,英特尔将继续进行研发代号为“Sandy Bridge”的32nm处理器芯片整合。Sandy Bridge在同一芯片或作为处理器内核的硅片上,集成了英特尔的第六代图形内核,并将用于浮点计算、视频计算以及多媒体应用中常见的处理密集型软件的加速。
Larrabee是未来以图形为中心的协处理器系列产品的研发代号。首款Larrabee产品计划在明年上市,它借助英特尔架构的可编程能力,并将大幅提升其并行处理能力。灵活的可编程能力以及充分利用现有开发人员、软件和设计工具的能力,让程序员可以自由地实现完全可编程渲染,从而轻松地实现光栅化、体积光或光线跟踪渲染等各种三维图形处理功能。通过采用这款产品的英特尔电脑,用户将能够获得震撼人心的可视化体验。马宏升还演示了热门游戏《雷神战争》(Quake Wars: Enemy Territory)的实时光线跟踪版,它运行在Larrabee图形内核和研发代号为“Gulftown”仍沿用酷睿品牌的英特尔下一代发烧级游戏处理器上。Larrabee芯片最初将出现在独立显卡中,在更远的将来,Larrabee架构将最终与其他技术一起整合到处理器中去。
研发代号为“Westmere-EP”的英特尔下一代智能服务器处理器,马宏升介绍了英特尔对使用至强和安腾处理器的高端服务器市场的承诺。马宏升探讨了即将推出的“Nehalem-EX”服务器处理器空前的性能提升,这种提升甚至比目前英特尔至强5500系列处理器较英特尔前一代芯片的性能提升更为显著。
马宏升还披露了散热设计功耗(Thermal Design Power, TDP)仅为30W的全新超低电压英特尔至强3000系列处理器。作为各种高密度的功率优化平台产品的补充,英特尔还首次公开演示了单路“微服务器”(micro server)参考系统,这有助于微服务器的创新和未来标准的制定。
作为把英特尔备受欢迎的Nehalem微架构扩展到新市场的一个例证,马宏升还介绍了日前刚刚披露的“Jasper Forest”系列嵌入式处理器。这款处理器将于明年早些时候上市,专为存储、通信、军事和航空应用而设计,提供更高水平的集成,为这些高密度计算环境节约宝贵的板卡空间和能耗。
英特尔技术与制造——在一个芯片上集成约30亿个晶体管
英特尔公司高级副总裁兼技术与制造事业部总经理Bob Baker在主题演讲中,着重介绍了英特尔为延续摩尔定律所做出的不懈努力,以及摩尔定律对电脑用户的重要价值。他还详细说明了公司在22nm工艺技术方面取得的里程碑式成果。英特尔公司首次展示了可工作的22nm静态随机存取存储器(SRAM)和逻辑测试电路。这个364兆位的SRAM阵列,每一个SRAM单元只有0.092μm2,是截止目前公开报道的具有最微小SRAM单元的可工作电路;同时它集成了29亿个晶体管。
高k金属栅极技术于两年前面世于45nm产品中,今天这个22nm的测试芯片标志着第三代高k金属栅极技术的诞生。英特尔仍是唯一能生产具备如此高能效与高性能特性的产品的厂商,截止目前45nmCPU的出货量已经超过2亿颗。
制造事业部还首次使用英特尔32nm技术开发了一种用于片上系统(SoC)设计的独特的全功能技术,把世界级CPU工艺技术引入全新的SoC市场。设计人员将能够籍此在设计CPU时选择极端高性能或者是选择极端低功耗,这对于SoC产品提高手机和其他产品的电池续航时间是必不可少的。
英特尔全力打造完整的移动计算体验
新的笔记本电脑芯片
英特尔执行副总裁兼英特尔架构事业部总经理浦大卫(Dadi Perlmutter)在此次峰会上发表的主题演讲也标志着三款针对笔记本电脑的全新超快速、智能型英特尔酷睿i7处理器的首次亮相。
浦大卫表示:“通过越来越广泛的各种移动设备保持互联已经成为最令人兴奋、发展最为迅速的技术趋势之一。英特尔能够为每种设备都带来完整的移动计算体验,用舒适尺寸的设备提供不同层次的性能和能耗,以及可靠的兼容性、卓越的移动互联网体验和嵌入式的WiMAX无线宽带。我们真正将移动带入了下一个更酷的水平。”
基于英特尔Nehalem微架构,新的英特尔酷睿i7处理器和芯片组拥有英特尔睿频(Turbo Boost)加速技术和英特尔超线程技术等特性。新的四核芯片提供了无与伦比的移动处理能力,可以满足PC用户最强大的计算需求,不论是创建数字视频还是运行计算密集型游戏或商务应用程序都可完美呈现。
浦大卫还重点介绍了研发代号为Arrandale的英特尔下一代移动处理器,从而将Nehalem微架构带入主流笔记本。这些芯片将整合四核CPU和图形处理功能,采用32nm制造工艺以及第二代高K金属栅极晶体管,为主流移动PC带来更高的性能和能效。未来,在代号为“Sandy Bridge”的全单片处理器中将继续集成平台组件。
英特尔Moorestown平台计划在2010年发布,适用于移动互联网设备(MID)和智能手机。相比英特尔第一代Menlow平台,新技术使平台闲置功耗降低50倍之多,让英特尔达到新的超低功耗水平,同时使得用户可以在手持设备上运行完整的互联网和多媒体应用程序。
浦大卫还提到了代号为“Medfield”的英特尔第三代超低功耗平台。预计在2011年,Medfield将展示一款单芯片32nm片上系统(SoC)设计,实现比Moorestown更小的尺寸和更低的能耗设计,助力英特尔进军智能手机领域。
浦大卫还展示了新的高速光缆技术,该技术有望在明年利用光纤取代铜线,实现笔记本电脑、高清显示器、照相机和视频播放器、iPods*、扩展坞和固态硬盘(SSD)等主流电子设备的互连,为新一代超级I/O性能铺平道路。
由英特尔开发的代号为Light Peak的新技术将催生新一代超高性能计算机I/O,提供10Gb/s的带宽并且有潜力在未来十年扩展到100Gbs。当带宽达到10Gb/s时,用户可以在30秒内传完一部完整的蓝光电影。英特尔公司希望与业界合作,使这项新技术成为广泛使用的标准。
此外,浦大卫还公布了英特尔防盗技术(英特尔AT)2.03版,这是一种PC硬件中的智能技术,能够在计算机丢失或被盗的情况下禁用笔记本电脑以及对加密数据的访问。此项技术将在2010年应用于领先PC OEM厂商的家用和商用笔记本电脑。通过与主要安全ISV合作,英特尔AT将为消费者增强数据保护能力,降低因PC被盗带来的损失。
软件开发者计划
英特尔公司副总裁兼软件与服务事业部总经理蕾妮.詹姆斯(Renee James)介绍了刚刚推出的英特尔凌动开发者计划,鼓励独立软件供应商和开发人员开发移动应用程序。英特尔与宏基、华硕等制造商合作,将开设多个应用程序商店,销售面向基于英特尔处理器的上网本和手持设备的应用程序和应用程序构建模块。
Microsoft Silverlight和Moblin
此外,针对Microsoft Silverlight的操作系统支持明年初也会扩展到包括Moblin。Moblin是一个针对上网本、手持设备、智能手机和车载计算机的开源操作系统项目。利用Silverlight的跨平台能力,开发者只需编写一次应用程序即可使其运行在Windows和Moblin设备上,从而将Silverlight应用程序扩展到更多的设备和消费者,包括PC、电视机和手机等。
詹姆斯介绍了上网本及Moblin操作系统的行业动态,并宣布预装了开发者版本的Ubuntu Moblin Remix的戴尔Inspiron Mini 10v将于9月24日起上市。詹姆斯还宣布华硕和宏基已经推出基于Moblin V2的上网本设备,三星也计划随后推出。包括Canonical、CS2C、 Linpus、Mandriva、Novell、Phoenix和Turbolinux在内的多个操作系统供应商宣布其基于Moblin V2的操作系统现已推向市场。
英特尔技术及处理能力驱动电视革命
英特尔媒体处理器
电视机与电视体验已经来到了一个转折点。英特尔高级副总裁兼数字家庭事业部总经理金炳国(Eric Kim)和贾斯汀(Justin Rattner)在英特尔信息技术峰会上探讨了互联网与广播网络实现全面融合时的情况及需要解决的问题。金炳国和贾斯汀还介绍了在短期和长期内实现更加可视化、个性化及互动性的电视体验的各种机会。
金炳国展示了消费电子媒体处理器系列中最新的SoC产品-英特尔凌动处理器CE4100,并且宣布英特尔正在与Adobe、哥伦比亚广播公司、思科和TransGaming等业内伙伴一起,致力于让互动电视在不久的将来成为现实。
英特尔公司首席技术官、高级院士贾斯汀认为这种创新在未来几年将会加速。贾斯汀表示:“到2015年,预计将有150亿个消费电子设备能够提供电视内容,而可供播放的视频内容则可达到数十亿小时。我们将需要更精妙的方式来组织内容,并按需提供给观众。英特尔研究院(Intel Labs)的研究人员正在努力推动技术发展,帮助人们随时随地获得所需的电视内容。”
3D、先进的图形及其他
随着消费电子设备提供越来越多的电视内容,开发商需要把视频、3D动画和丰富的图形混合在一起。那么消费电子平台的图形与音频/视频解码能力也日益重要。金炳国透露英特尔正在与Adobe Systems公司合作,把内容开发人员所使用的一个主要工具Adobe Flash Player 10移植到新的片上系统媒体处理器系列上。这样,未来的消费电子设备将可以针对图形与H.264视频的播放进行优化,首次实现电视机对基于Flash Player10广泛应用的支持。
贾斯汀预测未来用户在家也可以欣赏高质量3D视频。贾斯汀还在台上与真人大小、3D影像版的3ality Ditital公司首席技术官Howard Postley进行了对话,探讨了实时捕捉和管理3D电视所需的密集型计算与带宽相关的内容。贾斯汀和Postley都介绍了英特尔代号为“Light Peak”的全新高速光学I/O技术,这项新技术可以帮助PC用户在下载视频和其他数字媒体时提高带宽和灵活性,同时降低复杂性与成本。Postley表示基于Light Peak技术的一条光缆即可替代目前3D摄像中使用的50条铜缆。除了速度极快,Light Peak技术还具备一项独特的能力——同时传输多个I/O协议。
个性化的电视,智能化的网络
现在和未来将有海量的电视内容以数字方式交付,因此个性化至关重要。
通过联网的数字消费电子设备等非传统电视,可以提供互动式植入广告、游戏和视频点播等内容,这就需要电视服务提供商发掘创新的内容发布方式。
思科公司服务提供商视频技术事业部负责视频产品战略的副总裁Malachy Moynihan上台和金炳国展开对话,探讨了思科如何帮助服务提供商把目前的网络发展成媒体网络,将现有广播基础设施的最优之处与运营商级IP网络整合,以便提供统一视频体验等新的服务。
英特尔研究院的信息发布
英特尔研究院(Intel Labs)介绍了正在进行的研究工作,探讨了它对未来能源技术的看法。
智能电网
英特尔研究院副总裁兼未来技术研究总监钱安达(Andrew Chien)介绍了英特尔研究院的一项全新研究工作,那就是为未来的家庭、建筑物和机动车创建可自我持续、易于使用、经济实用并且十分安全的智能微电网。这些技术简介如下:
电能传感器:目前的电力监测需要部署复杂的、耗费大量人力的传感器。英特尔研究院演示了一款来自实验室的的原型设计,其电压传感器可以自动探测哪些设备处于开启状态,消耗的电量是多少。
智能控制:利用密集部署的电能传感器提供数据,英特尔研究院构建了一个“测量—推理—控制—驱动”的系统框架。该系统框架的主要特性包括单个建筑物内的载荷与配电的闭环控制,以及均衡的发电与用电等,从而可减少能源浪费。
安全通信:在目前的技术下,用电数据没有加密,因此不能很好地保护隐私并提高安全性。英特尔研究院正在研究新的通信协议,利用新型无线和有线通信标准,在智能端点之间传输经过认证的、加密的个人用电数据。
蓄电:纳米技术为蓄电带来了新的材料和方法,与目前的电池相比,该技术使成本大幅降低而蓄电密度却大幅提升。
智能电网演示:该原型系统演示了如何使用简单的电压传感器推断哪些设备在运行,以及相应的耗电量。英特尔实验室正在开发的这种新方法,避免了入室等昂贵的监测方法,让用户拥有数据的控制权。
电能与能效的创新研究
英特尔研究院的许多研究项目,都致力于扩展到英特尔的硅技术之外,寻求平台层面的创新。英特尔研究院电路与系统实验室总监王文汉着重介绍了英特尔在电路、架构与平台等关键领域的研究工作。
弹性电路——在常规运行条件下,处理器会定期出现难于检测的动态变化,从而可能导致运行故障。为了防止出现这些潜在故障,一般是设置保护带(guard band)有意地减慢处理器,但也因此造成运行功耗提升。英特尔研究人员已经开发了一种称作弹性电路的新技术,让系统能够在更低的功耗下更快速地运行。
这些电路可检测临界时钟路径上的潜在问题,在必要的时候,暂时以更低的速度重新执行,确保在重返常规运行状态之前获得正确的结果。初始测试表明,吞吐量可增加21%或者能耗降低37%。
超级电容器——英特尔研究人员展示了超级电容器如何在短时的指令高峰周期提供额外电量。笔记本电脑的平均功耗是17.5W,而在常规运行中,间歇的峰值用电可达到该功耗的两倍以上。这些用电峰值迫使我们在电池或电源供电之间做折衷选择,以确保在必要的时候可提供稳定的65W供电量。王文汉解释了超级电容器如何实现更高效的电池和电源供电,同时针对2010年的酷睿系列处理器的新特性(如睿频加速技术),实现70W的峰值功率。
能源收集——英特尔研究院的研究人员在进行一项长期研究,探索利用替代能源的可行性与潜力。替代能源(例如太阳能和动能)有助于扩展计算活动的范围。
低功率网络Agent代理——英特尔研究人员已经开发了一种低功率网络Agent代理(low-power network agent),让计算机或消费电子设备能够在保持联网的情况下进入休眠状态,从而大幅降低能源消耗。这个低功率网络Agent代理会监控网络流量,仅在重要数据包出现时唤醒机器。
平台电源管理——英特尔正在采用全新的平台电源管理方法,让操作系统基系统的整体状况提供指导性指令,通过硬件在整个平台上进行精细的电源管理,从而实现最高的能效。这项技术将用于“Moorestown”平台,相比“Menlow”平台可将闲置状态的功耗降低50倍。