2009年12月2日，英特爾研究院的研究人員今天展示了一款處理器研究原型，在單芯片上實(shí)現(xiàn)了云計(jì)算機(jī)的功能，為筆記本電腦、PC和服務(wù)器的設(shè)計(jì)方式提供了眾多創(chuàng)新的設(shè)計(jì)理念。該項(xiàng)研究的長(zhǎng)期目標(biāo)是為未來(lái)計(jì)算機(jī)創(chuàng)建目前難以置信的擴(kuò)展性能，促進(jìn)開發(fā)全新的應(yīng)用程序和人機(jī)界面。英特爾計(jì)劃明年向行業(yè)和學(xué)術(shù)界合作伙伴提供100個(gè)以上的芯片原型用于實(shí)際研究，開發(fā)全新的軟件程序和編程模式。
英特爾將在2010年初發(fā)布集成關(guān)鍵功能的新一代酷睿系列芯片產(chǎn)品，同年還將發(fā)布該系列的6核和8核處理器產(chǎn)品。而該芯片原型則擁有48個(gè)可完全編程的英特爾處理器內(nèi)核，這也是有史以來(lái)集成度最高的單硅CPU芯片。它還整合了進(jìn)行信息共享的高速片上網(wǎng)絡(luò)，以及最新發(fā)明的電源管理技術(shù)，全部48個(gè)內(nèi)核都實(shí)現(xiàn)了極高能效運(yùn)行，其功耗可低至25瓦，運(yùn)行最高能耗也僅為125瓦（與現(xiàn)在的英特爾處理器的能耗水平接近，僅相當(dāng)于兩個(gè)普通家用燈泡的耗電量）。
英特爾計(jì)劃進(jìn)一步研究如何在未來(lái)的主流芯片上實(shí)現(xiàn)眾多內(nèi)核的架構(gòu)和協(xié)作。例如，未來(lái)?yè)碛羞@類強(qiáng)大處理功能的筆記本電腦能夠像人類一樣，用“視覺”準(zhǔn)確的辨別出物體及其運(yùn)動(dòng)。
試想一下人們未來(lái)利用計(jì)算機(jī)上虛擬舞蹈課或者在線購(gòu)物的場(chǎng)景，通過(guò)筆記本電腦的3D攝像頭和顯示屏就可以像照鏡子一樣直接看到自己試穿衣服的樣子。再轉(zhuǎn)一圈就能看到衣料的質(zhì)感，以及衣服顏色是否與自己的膚色相配。
這種互動(dòng)方式可以讓人們擺脫鍵盤、遠(yuǎn)程控制器和游戲桿的束縛。有些研究人員認(rèn)為計(jì)算機(jī)甚至可能實(shí)現(xiàn)讀取腦電波，簡(jiǎn)單在腦子里想一個(gè)指令比如聽寫，不用說(shuō)出來(lái)計(jì)算機(jī)就能夠執(zhí)行。
該芯片原型采用了一種用于在互聯(lián)網(wǎng)上建立“云”計(jì)算資源的數(shù)據(jù)中心的結(jié)構(gòu)形式。云數(shù)據(jù)中心是由數(shù)十乃至數(shù)千個(gè)計(jì)算機(jī)通過(guò)有線網(wǎng)絡(luò)互連而組成的，并行發(fā)送大量任務(wù)和數(shù)據(jù)組。英特爾的新型研究芯片采用了類似方法，但是所有的計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)都集成在一個(gè)郵票大小的單個(gè)芯片上，采用了英特爾45納米高K金屬柵極技術(shù)，極大減少了創(chuàng)建云數(shù)據(jù)中心所需的計(jì)算機(jī)數(shù)量。
英特爾研究院院長(zhǎng)兼英特爾首席技術(shù)官賈斯?。↗ustin Rattner）表示：“有了這樣的芯片，可以想象，未來(lái)的云數(shù)據(jù)中心將在目前的能效水平上得到數(shù)量級(jí)的成倍提升，從而節(jié)約大量空間資源和電力成本。我相信隨著時(shí)間的發(fā)展這些先進(jìn)概念將逐漸進(jìn)入主流設(shè)備，就像電機(jī)控制、安全氣囊和防抱死制動(dòng)這樣的先進(jìn)技術(shù)最終在所有汽車上得到了實(shí)現(xiàn)?！?/P>
內(nèi)核驅(qū)動(dòng)軟件，智能引導(dǎo)數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)高效率
這款概念芯片在內(nèi)核之間采用高速網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)高效的信息和數(shù)據(jù)共享。由于數(shù)據(jù)包只需在芯片上移動(dòng)幾毫米，而不是移動(dòng)幾十米到另一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上，因此這項(xiàng)技術(shù)在通信性能和能效方面比當(dāng)今的數(shù)據(jù)中心模式有了顯著的提高。
應(yīng)用軟件可利用該網(wǎng)絡(luò)直接在內(nèi)核之間實(shí)現(xiàn)快速的信息傳遞，通常只需要幾微秒，從而減少訪問芯片外速度較慢的系統(tǒng)內(nèi)存上的數(shù)據(jù)。應(yīng)用程序還能夠動(dòng)態(tài)地精確管理特定時(shí)間內(nèi)使用哪些內(nèi)核完成特定任務(wù)，使性能和能耗更好地匹配每項(xiàng)任務(wù)的具體需求。
相關(guān)任務(wù)可在附近的內(nèi)核上執(zhí)行，甚至可以像流水線一樣將結(jié)果從一個(gè)內(nèi)核直接傳遞到下一個(gè)內(nèi)核，最大程度地利用芯片的整體性能。此外，這種軟件級(jí)別的控制能力還可以進(jìn)一步擴(kuò)展，實(shí)現(xiàn)對(duì)電壓和時(shí)鐘速度的管理。內(nèi)核可以關(guān)閉和開啟或改變性能水平，根據(jù)特定時(shí)刻的需求不斷調(diào)整，在最大程度上降低耗電量。
克服軟件挑戰(zhàn)
隨著計(jì)算機(jī)制造商和軟件開發(fā)商轉(zhuǎn)向單硅芯片上的眾核技術(shù)，針對(duì)多核處理器的編程已經(jīng)成為業(yè)界的一大挑戰(zhàn)。這款芯片原型可以應(yīng)用云數(shù)據(jù)中心軟件常用的高效并行編程方法。賈斯汀今天還透露，在Open Cirrus上進(jìn)行合作的英特爾、惠普和雅虎的研究人員已經(jīng)開始利用Hadoop這種支持?jǐn)?shù)據(jù)密集型、分布式應(yīng)用程序的Java軟件框架，將云應(yīng)用程序移植到這種包含48個(gè)IA內(nèi)核的芯片上。
英特爾計(jì)劃提供100個(gè)或更多的研究芯片，供全球數(shù)十家行業(yè)及學(xué)術(shù)研究合作伙伴研究使用，為未來(lái)的眾核處理器開發(fā)新的軟件程序和編程模式。
微軟公司超級(jí)計(jì)算副總裁Dan Reed表示：“微軟正與英特爾攜手探索支持下一代客戶端及云應(yīng)用的全新硬件和軟件架構(gòu)。我們基于該原型芯片的早期實(shí)驗(yàn)已經(jīng)在智能資源管理、系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)、編程模式和工具以及未來(lái)應(yīng)用場(chǎng)景等方面發(fā)現(xiàn)了眾多機(jī)會(huì)?！?/P>
這款芯片原型代表了英特爾萬(wàn)億級(jí)計(jì)算研究項(xiàng)目的最新突破性成果，旨在打破壁壘，將未來(lái)芯片擴(kuò)展到數(shù)十乃至數(shù)百個(gè)內(nèi)核。該芯片原型由英特爾在印度班加羅爾、德國(guó)布倫瑞克以及美國(guó)俄勒岡Hillsboro的研究人員共同開發(fā)。關(guān)于該芯片架構(gòu)和電路詳細(xì)情況的論文預(yù)計(jì)將在2010年2月舉辦的國(guó)際固態(tài)電路大會(huì)（International Solid State Circuits Conference，ISCC）上公布。
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