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AMD三年大计改写计算机发展


来源:香港PCweekly 作者:小洛夫

在美国时间本月14日,AMD举行了AMD Analyst Day,期间披露了不少AMD及ATI未来产品及技术的发展,从CPU、GPU、芯片组、Notebook以至CE,均成为讨论的对象,彷如是AMD的Developer Forum。

AMD的三年大计

首先AMD提出在未来3年的发展大方向。在未来3年内,AMD会在Server市场推出8个核心处理器。针对高效能计算机,推出以GPU进行运算的Stream Computing、更先进的配套软件、扩充Torrenza(即Co-processor)计划、第一颗Core Fusion Client处理器以及平台整合Graphics IP等待。

至于品牌方向,AMD在一段时间会维持AMD、ATI双品牌的策略,如在GPU、Intel平台芯片组的品牌会用ATI,而CPU及AMD平台芯片组的品牌则为AMD。


AMD在未来3年会推出8核心处理器。


AMD现时采用了AMD、ATI双品牌的策略。

45nm将采用多项新技术

谈到制程最新的发展,AMD表示未来的45nm制程是与IBM共同开发,并采用了Immersion lithography(沉浸光刻技术)及Ultra low-K(超低介电质技术)。沉浸光刻技术能够加强处理器在设计定义与制造方面的一致性,令AMD可以生产出更高精密度的处理器;而超低介电值的金属层间介电层,将有助加强处理器的每瓦(W)功效。

说到新技术的先进,则不得不重提现有技术的限制。目前的制程技术包括AMD新推出的65nm制程,都是使用传统光刻技术。此项技术在65nm制程以后遭到不少限制。沉浸光刻技术使用透明液体,填满重复光刻系统步骤的投影镜头与含有数百个微处理器的晶圆间空隙;这项在光刻技术方面的进步,提升了聚焦程度并改善影像精确度,进而加强芯片层级的效能与制程效率。譬比如一个SRAM内存晶胞的效能,可藉由这项加强的制程能力提升15%,而不需依赖成本较高的双重曝光技术。

除了沉浸光刻技术外,新的45nm制程还有多孔超低介电值介电层技术。它可以降低金属层间的电容量与导线延迟,对于进一步提升处理器效能与减少能源耗损是非常重要的步骤。与传统低介电值介电层相比,增加超低介电值的金属层间介电层可减少约15%导线相关延迟。


未来的45nm制程将采用Immersion lithography及Ultra low-K dielectric interconnect两大技术。

全力进军Notebook市场

据AMD的引述市场调查机构Mercury Research的数字显示,AMD在今年第三季取得16.8%的Notebook CPU市场占有率,相当不俗。而在明年,AMD计划在Notebook市场上大展拳脚。

Kite Refresh与Puma平台明年登场

迎战Intel在明年推出Santa Rosa平台,AMD在明年分别会有Kite Refresh及Puma平台。Kite Refresh会采用代号为Hawk的处理器,支持DDR2 800内存,提供更长的电池使用时间。而较后推出的Puma平台,则会采用Griffin处理器,它将具备独立设计的Power Planes、Linked Power Management并降低电压,以进一步节省用电。

另外,与Intel Santa Rosa另设Robson Cache的做法不同,Kite Refresh及Puma平台将支持Samsung及Microsoft力推的混合硬盘(Hybrid Drive)。而在Puma Notebook上AMD更会整合DirectX 10绘图核心、引入HyperTransport 3.0功能。


AMD Kite Refresh会支持HDMI,而Puma则是ATI力推的Display Port,并有PCI-E 2.0功能。

引入Hybrid Graphics

在AMD新的Notebook平台上,最大的特点是支持Hybird Graphics。AMD设置Hybrid Graphics最大目的在于同时照顾用家省电及效能的需要。它包括了内置的Graphics及独立Graphics功能,在DC Mode(即利用电池运作)使用内置Graphics,提供最大电池使用时间。而在AC Mode(即连接到外置电源)则使用独立绘图核心,提供最大效能。

Hybird Graphics的砌换非常方便,它通过Dynamic Graphics Power Switching,在不用重新开机即能进行Internal或External Graphics的转换工作。


以Dynamic Switching进行AC、DC Mode的砌换工作,中途不必重新开机。

2009年有Core Fusion

在Puma平台后,AMD的下一步会在Notebook平台采用所谓CPU-GPU整合方案,名为Core Fusion。不过有关方案的实现时间是2009年,把CPU、GPU、Video、芯片组全都整合在一起,达到真正的Media Centric平台。不过Core Fusion最快也要在2009年推出,所以AMD并没有谈到太多产品的规格。


Notebook要到2009年才有CPU-GPU整合的Core Fusion产品。
 

最新Roadmap更新

网上关于AMD CPU Roadmap时有所闻,但始终以AMD官方发布的Roadmap较为可信。

明年AMD在处理器上最大的发展,是以引入原生4核心的K8L架构为主。首先AMD强调,他们已完成并展示了首颗x86原生Quad Core处理器的效能。AMD计划比上一代产品实现40%的效能增长、60% Performance per Watts增长等等,而功耗则维持在95W及68W左右。首款登场的4核心产品为Server市场的Barcelona(2P-8P)及Budapest(1P),稍后则会有Shanghai新核心的Quad Core处理器。


AMD的4核心处理器已准备就绪。


AMD计划Desktop在2008年中才转到Socket AM3 DDR3平台。


2007-2008年的Server Roadmap。
 

结束多核心发展 迈向Co-processor天下

AMD虽然是首家提倡x86多核心的厂商,但对于未来特别是2010年后,AMD认为单纯的多核心是不足够的,因此计划在未来的处理器中提供更多的加速处理器(Acceleration Processor),成为CPU内部的协处理器。

多核心之战2010年结束

在今次的Analyst Day中,AMD以CPU的发展来说明为其么未来是Co-processor的天下。在1981至2000年多,当时计算机追求纯效能的提升,所以CPU的发展也比较简单,核心始终未能打破单核心的局面。不过在2005年左右,计算机开始要求Performance per Watts性能,于是CPU便走向内建多个相同核心的局面。可是,到了2010年,计算机要求更会更多,包括平台层面的加速(Platform level Acceleration)及硅晶层面的加速(Silicon level Acceleration),而这并不是单纯内建多个相同核心可以解决的问题,自此加速处理器的作用会大增。


现时的多核心大战将在2010年结束,实现Acceleration Processor年代。


AMD深信下一波的发展重点会是Platform level Acceleration及Silicon level Acceleration。

Torrenza计划始动

虽则Accleration Processor的预测是4年后的事情,AMD今天要做的事情,是推动在今年6月1日Analyst Day宣布的Torrenza计划,即为Opteron平台加入协处理器(Co-processor)。

Torrenza计划寻求厂商推出用HyperTransport Bus甚至是用Opteron F的Co-processor,使之成为系统的一个重要部份。Torrenza建议的做法很很多种,而且可以是并存的。比如是封装层面的整合,把CPU及Accelerator两个独立芯片封装到同一个MCM上,或是在Silicon level进行整合,把CPU、Accelerator以及北桥芯片内建到同一个芯片上均可。此外,Torrenza还可以把一个兼容AMD Socket的Accelerator,即刚才提到的方案,或是在芯片组上内建Accelerator、以附加卡的形式出现的PCI-E Accelerator均可。

不过在加速效果方面,自是以兼容AMD Socket、Package level及Silicon level整合方案最佳。因为Accelerator经过PCI-E Bus、北桥芯片后,即使是AMD的HyperTransport平台也要500个周期以上的Latency。若果是Intel平台的话,则要700个周期以上,极不划算。为甚么会有那么大的时延呢?这是因为Accelerator还要经过北桥芯片的Latency,若果Accelerator采用AMD CPU相同的Socket,则可避开北桥芯片的Latency,令延迟时间降至100个周期以内。


Torrenza计划示意图。

更长远的模块化方案

在Torrenza后,AMD的更大的构思是以模块化(Modular Design),实现更高层次的Accelerator的整合,称为Accelerated Processing Units。未来的Accelerated Processing Units设有CPU Core及xPU Core两大部分,可因应对象的不同而增删有关单元。例如在要求CPU为主的场合,内建3个CPU Core及1个xPU Core。但在要求xPU为主的场合,改为1个CPU Core及3个xPU Core等等。而在某些场合下,更会修改成1个Super CPU Core加上1个通用(Generalized)xPU及1个专属(Dedicated)xPU。


Modular Design最早应用在K8L上,因应处理器用途的不同而有不同数目的HT、内存控制器等等。

未来的Accelerated Processing Units将有更多方案。


为了实现AMD的加速处理器之梦,AMD未来会致力改善GPU的可编程性能,进化为全面优化。

结论︰令人期待的技术规划

从AMD今次展出三年大计来看,收购了ATI后的新AMD雄心万丈,而且发展方向走向多元化,其理念也相当不错,笔者就非常欣赏Hybrid Graphics方案,因为它能同时满足到省电及效能的需求。希望AMD未来要加把劲,尽快实现这些计划,不要教大家失望才。