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CPU多核的未来如何？设计者众说纷纭

时间：2008-02-14 09:22:34

关键字： CPU 内核软件线程

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[导读]微处理器的工程师们认同多核设计是未来的潮流，但在如何实现和克服所面临的困难上，他们分歧非常大。这是从ISSCC(InternationalSolid-StateCircuitsConference，国际晶体管电路讨论会)2008上一个小组讨论中得到的结论

微处理器的工程师们认同多核设计是未来的潮流，但在如何实现和克服所面临的困难上，他们分歧非常大。这是从ISSCC(InternationalSolid-StateCircuitsConference，国际晶体管电路讨论会)2008上一个小组讨论中得到的结论。

这个讨论聚集了来自Intel、IBM、瑞萨、Sun、AMD以及创业公司Tilera的资深工程师。AMD的资深研究员ChuckMoore努力申明由于为各种不同任务而优化而产生的许多异质的核，未来的潮流会转移到一种新的软件模式。

他暗示计算机会像手机一样使用多种专用内核来运行由高级别的应用程序接口安排的模块化软件。“我们预测到一个从基于指令集架构的兼容性向基于API的兼容性的转移”，Moore说，“你可以通过异质的核获得更高的电效率。微软的DirectXAPI已经解决了各种显示处理器的问题，因此这是一种成熟的软件模型。”

瑞萨的一位资深工程师对此大体认同，他提到手机的许多专用内核协调一致地工作对于未来的多核设计是一种很好的模式。IBM的首席微处理器工程师BradMcCredie则保持中立，他说计算机的处理器将经历一个就像IBM的Cell一样的片上加速器的实验阶段，但最终架构将会缩小到使用一些位于通用内核旁边的专用内核。

创业公司Tilera的创始人兼CEOAnantAgarwal则持相反观点，他的公司正在生产一种64个内核的嵌入式处理器，他说多核芯片需要使用同质的通用内核集来使软件模式保持简单。然而，他是在下个十年间每个插槽上内核数量的最激进的预言者，“我愿意将其称为摩尔定律的必然结果”。他还估计到2017年，嵌入式处理器将会有4096个核，服务器的CPU会拥有512个核，台式机的芯片将会有128个核。“问题并不在于这些是否会发生，而是我们是否准备好了”。

多核设计将会产生在单个芯片上的服务器群、缩小数据中心的体积，还可以造就基于人脸识别软件的可以自动将人像编成索引的台式机。按照Agarwal的观点，产业界需要新的软件模型，这是因为现在的操作系统使用线程和高速缓存一致性监视法，将不适合这样的多核设备，“SMPLinux将会走上恐龙那样的消亡之路”。

其他参与讨论的人没有Agarwal这么激进，一般他们预测微处理器在下个十年中将会拥有更多的内核。如Sun公司微电子事业部的首席科学家RickHetherington提出服务器也许到2018年也只有32～128个内核，这与Sun公司现在的行为形成讽刺，因为其正引领产业走向在服务器上比竞争对手在每个die上有更多的核。Hetherington还指出现在的软件模式将会沿用到下个十年，“我认为我们可以让每个核支持500～1000个线程，实际上，5、6年后就有可能实现”。

Sun公司的多核策略部分是基于在像Google这样的公司提供基于Web的应用大潮之下，可以处理线程极为丰富的工作流，而服务器环境的虚拟化潮流同样也促进了Sun的策略。IBM的McCredie也认可现在的服务器必须运行包括许多非线程的应用在内的各种应用。“现在的数据中心运行许多傻瓜似的应用，很多人甚至不再知道它们的源代码在哪儿，Google是一个例外，我们仍然在同那些也许永远都运行单一线程的应用的客户讨论单一线程的应用”。

Intel公司微处理器技术实验室总监ShekharBorkar说微处理器的内核将会越来越简单，但软件需要比以往更快地发展，以赶上硬件的步伐，“将来的一个内核也许看上去就像个NAND的门，你不必干预它。至于软件，过去上市所花费的时间太长了，但将来我们承担不起这样的缓慢速度”。

全美达公司的创始者、Sun公司的前CPU架构师DaveDitzel也同意这个说法，他曾参与设计Sun的第一个64位CPU，在将近10年后，商用的64位操作系统才就绪，“多核技术就像我们在球场上的孤注一掷，现在我们不得不尽快停下来审视我们是否能够追上这个潮流”。