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新时代的开始

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经历数年的下滑之后,英特尔回归到正确的方向,并凭借自身强大的技术实力在桌面、移动和服务器领域全线出击。

经历数年的下滑之后,英特尔回归到正确的方向,并凭借自身强大的技术实力在桌面、移动和服务器领域全线出击―Santa Rosa迅驰平台、45纳米的Penryn处理器、功耗更低的UMPC平台以及规格更先进的新一代芯片组,你总能在英特尔平台中找到该领域的最佳产品。而在4月17-18日北京召开的IDF信息技术峰会上,英特尔高调披露了未来一年的产品与技术发展状况,除了上述新品外,英特尔还重点介绍了移动WiMAX、AMT主动管理技术、Geneso协处理器平台以及面向未来的80核计算平台,这些技术都标志着英特尔将朝向新的高峰挺进。

揭开移动新纪元

代号为“Santa Rosa”的“迅驰四代”推出是IDF峰会上的重头戏。经过一年时间的等待之后,移动用户终于能够感受到迅驰4带来的技术飞跃。迅驰4平台由升级版的Merom移动处理器、965系列芯片组和“Kedron”无线模块构成,此外还包括“Turbo Memory(开发代号为Robson)”迅盘加速模块。相对于现在Napa平台,迅驰4在性能和功能方面都有全面的提升。

处理器方面,迅驰4中的Merom采用全新的Socket P接口设计(原先为Socket M接口),Socket P仍为478接口,但针脚的定义和物理排列都作了调整,因此与Napa平台的Merom处理器无法兼容。更关键的变化在于性能的提升,迅驰4平台将支持800MHz的前端总线,从而获得明显的效能提升,但这项改变也让处理器的TDP功耗增到35瓦,对机体的散热提出更高的要求。但这一点并不会对电池续航力产生不良影响,因为在电池模式下,Merom的智能型节能技术将充分发挥效应,该技术不仅可根据需要动态调节频率和电压组合,而且也可根据任务需要独立地开关各个运算单元,避免出现不必要的功耗浪费,一旦处于闲置,Merom便会迅速进入C4、C4e等节电状态,将电源消耗降到最低点―英特尔表示,Socket P Merom在电池模式下的平均功耗只有1.1瓦,同第一代Core Duo相当,可确保笔记本电脑能拥有出色的电池使用时间,但要满足全天候移动计算的需求,Santa Rosa平台暂时还无法胜任。

迅驰4中处理器加入的一项额外技术就是“IDA(Intel Dynamic Acceleration)”动态加速,简单点说,IDA实际上是一项单任务超频机制。我们知道,在运行单线程任务时,Merom中只有一个核心处于运算状态,另一颗核心则处于闲置状态。IDA加速技术的作用就在于,一旦遇到此类单线程任务,IDA会将运算核心的工作频率自动提高,使之能够尽快完成该组任务,而另一颗核心则被关闭,这样一来,IDA不仅可以更快地完成任务,而且可以在一定程度上降低处理器的运行功耗。

迅驰4第二个改变就是引入全新的GM965及PM965芯片组,前者集成GMA X3000图形核心,可硬件支持DirectX 9.0c API,并可满足Windows Vista的Aero视觉模式要求。另外共享显存(Dynamic Video Memoy Technology)技术也升级到4.0版本,最多可分享256MB的系统内存。GM965芯片组更多会出现在13英寸以下的轻薄机型,虽然其图形性能有了明显的提升,但与独立图形产品仍然有较大的差距。另外,GM/PM965芯片组的内存支持升级到双通道DDR2-800,但由于前端总线带宽的限制,这一举措对整机性能提升相对有限。

迅驰4的第三项升级就是采用“Kedron”无线网络模块,Kedron将支持802.11n草案规范,从而获得300Mbps的高性能,这也标志着无线网络终于达到媲美有线网的程度,企业网络的全面无线化成为可能,同时也让英特尔在下一代无线网络标准之争中占据实质性的优势。不过,英特尔放弃了和诺基亚合推的Intel WWAN 1965HSD无线上网功能,如果笔记本厂商要获得HSDPA联网功能,就必须自行选择相应的模块,由于国内3G网络根本还未开始建设,甚至连选择何种标准都还未确立,缺失这一功能并不会给用户带来什么困扰。而英特尔取消对3G的支持,更多是与英特尔将主推移动WiMAX应用有关,在迅驰4之后的下一代平台中,我们就将看到WiMAX成为标准配备。

“Intel Turbo Memory”技术(中文名称“迅盘”,开发代号为“Robson”)是迅驰4平台非常重要的看点,迅盘实际上是一个基于PCI Express接口的闪存扩展模块,连接入系统后可作为硬盘的高速缓存使用,达到加速系统和程序启动的目的。英特尔在峰会上表示,迅盘可以令应用软件启动和执行的速度提高2倍,休眠状态恢复的速度提高1.5倍,大幅度提升笔记本的使用性能,同时还将降低存储系统的功耗。当然,迅盘在一定程度上增加了笔记本的成本,但相对于可观的性能提升,所增加的成本显得微不足道,至少在混合硬盘大规模推广之前,迅驰4的迅盘将颇具实用价值。

与迅驰4推出同步,联想、惠普、戴尔、Acer、ASUS、三星、索尼等笔记本大厂都在第一时间拿出相应的迅驰4机型,预计最快在6月份我们就可以看到相应的产品大量上市。

第二代UMPC平台揭秘

除了带来迅驰4外,英特尔还在本次峰会上正式了代号为“McCaslin”的2007年超便携移动平台。McCaslin专门针对UMPC(Ultra Mobile PC,超级移动PC),UMPC是微软与英特尔共同推广的超便携型手持电脑,它的体积比智能手机稍大,但小于笔记本电脑,同时又具有完整的PC功能和联网能力,英特尔也将它称为“移动互联网设备(mobile Internet devices)”。UMPC概念提出之后,PC厂商经过短暂的观望期后便迅速进入,市场接受度也越来越良好,作为主推者的英特尔和微软都坚信,随着移动宽带的发展,UMPC最终将创造出规模可观的用户市场,显然,作为硬件提供商的英特尔,针对UMPC推出小型化、低功耗的硬件平台相当必要,“McCaslin”便应运而生。

与迅驰有所差异,McCaslin平台只包括处理器和芯片组两个部分,处理器代号为“Stealy”,共有A100(600MHz)和A110(800MHz)两个型号,它们其实也是来自于Dothan核心的Pentium M移动处理器,但将二级缓存削减到512KB,前端总线也只有400MHz,这样做主要是为了降低其功耗,毕竟UMPC不会对性能过于苛求。Stealy采用65纳米工艺制造,加上本身晶体管集成度不高,芯片表面积就很小,芯片整体尺寸也降到14×19毫米,不仅低于此前低电压Dothan的35×35毫米,也比VIA C7-M的21×21毫米尺寸小了40%之多。在节电技术方面,Stealy也将支持迅驰4平台所引入的C4e深度睡眠模式,该技术可起到延长电池续航力的作用。但美中不足的是,Stealy仍然无法像VIA C7-M一样不需额外的散热辅助,主动式散热仍不可缺少。

McCaslin平台的芯片组采用945GU与ICH7U的组合。945UG的代号为“Little River”,它集成了GMA X3000图形核心,可支持Vista的Aero视觉模式并通过微软的Vista Premium认证,同时也提供PCI-E图形接口,但这对于UMPC而言并没有什么用。945UG最多可支持1GB的DDR2-400内存,规格同样不高,但它最大的优点就是尺寸仅为22×22毫米,比上一代产品节约34%的面积。南桥方面,ICH7U则是ICH7-M的简化版,它拥有一个并行ATA-100通道和串行ATA通道,支持HD Audio高保真音频输出,另外还提供三个PCI接口和USB 2.0接口供扩展之用。ICH7U的芯片尺寸只有15×15毫米,空间占用比上代产品节约了77%。整体而言,945GU+ICHU芯片组为UMPC平台量身定制,在保证主流功能的同时,将芯片的功耗和尺寸压缩到最小的限度。

在英特尔的努力下,McCaslin平台的空间占用从现行方案的2915平方毫米大幅度降低到只有975平方毫米,仅相当于VIA UMPC芯片平台的一半左右(VIA平台芯片总面积为1847.25平方毫米);功耗方面,McCaslin也比上一代产品更出色,它的TDP指标只有9.3W(上一代为12.6瓦),平均功耗更低至1.95瓦,可以令UMPC的电池续航力从现在的2-3小时提升到4-5小时,相信这样的数字还是比较让人满意的。

在技术峰会上,爱国者、富士通、华硕、三星、海尔等品牌厂商都推出基于该平台的UMPC产品,联想和宏基也表示对英特尔的支持。英特尔则进一步阐明了UMPC的概念,尽管McCaslin平台暂时没有包含无线网络组件,但Wi-Fi、WiMAX、蓝牙等无线功能都是必须,甚至可加入卫星导航和电视调谐能力;显示屏尺寸则在5到7英寸,便于手持操作―英特尔将这种UMPC称为4G PC(意为第四代电脑),4G PC充分体现了移动计算的概念,在商务和娱乐领域都有着广泛的前景。而在操作系统方面,UMPC一般是采用Vista操作系统,不过英特尔的移动部门正在开发相应的移动版Linux,Linux平台目前已经相当成熟,且拥有丰富的应用软件和华丽的界面,英特尔希望Linux能够为UMPC所选,从而降低UMPC的软件成本。

在McCaslin平台的同时,英特尔也对外披露了它的继任者“Menlow”。据悉,Menlow平台将由“Silverthorne”处理器和“Paulsbo”芯片组构成,前者是一款采用45纳米工艺和Core微架构的低能耗处理器,性能将有较大幅度的提升;Paulsbo芯片组也具有更先进的规格。新平台预计会在2008年推出,届时UMPC将迈上一个新的纪元。

Penryn引领桌面

英特尔即将推出45纳米工艺的新一代产品。在本届技术峰会上,英特尔技术与制造事业部的马博院士对外揭示了45纳米工艺的相关成就,马博表示45纳米工艺是英特尔40年来在半导体领域的最大突破之一,英特尔不仅成功地将半导体线宽降低到45纳米,更关键的是高K值材料和金属栅极技术的成功联合应用,其中高K材料制作的电极将电流增加了20%,与之相应,晶体管的性能可获得20%的提升,消耗的电力也降低30%;另外,漏极的漏电流也降低5倍以上,从而成功地跨入45纳米时代。

45纳米工艺的导入,成功地保证了芯片的低能耗和更高频率运作,同时也为进一步加大芯片的晶体管集成度作好了基础。英特尔在芯片设计上已经做好了准备,代号为“Penryn”的新一代处理器将二级缓存从Merom的4MB提升到6MB,此举虽然导致晶体管总数大幅度攀升,但在45纳米工艺的保驾护航下,Penryn的芯片面积与功耗都依然保持在良好的水平,而芯片的性能却有高达40%的提升,这将进一步增强英特尔在桌面、移动和服务器领域的竞争力。英特尔在峰会上披露,双核心的Penryn总共拥有超过4亿枚晶体管,但核心面积控制在100平方毫米左右,同现行的Core 2 Duo处理器没有多大的差异,换句话说,Penryn的制造成本并不会比现在的Core 2 Duo更高。

我们来看看Penryn在设计上的改进。Penryn依然隶属于酷睿微架构,但它作了相当的优化和改良,超宽动态执行单元的效率获得进一步的提升,工作频率也将提升到3GHz以上;其次,Penryn将采用SSE4指令集,SSE4新增了47条指令,这些新指令广泛用于浮点计算、3D图形、多媒体编解码、加密/解密操作等等,旨在提升CPU在执行这类任务的效能;第三,Penryn的前端总线将达到1600MHz,但只有基于Penryn的Xeon处理器和终极版桌面处理器才会达到这一指标,主流桌面和移动芯片则停留在1333MHz―即便如此,Penryn的前端总线也创下了新记录,很明显英特尔意识到自身产品在I/O带宽方面的不足,在新一代架构到来之前,英特尔必须通过提升前端总线频率来加以应对。另外,Penryn将拥有6MB容量的二级缓存,这也创下PC处理器的最高记录。

至于在功耗方面,英特尔将在Penryn处理器上导入“Deep Power Down”的技术,或者说是更低的节电状态C6。新的C6状态可以将处理器的核心电压降至45纳米工艺允许的极限,在该状态下,除了降低处理器核心频率以外还将会关闭所有的高速缓存,而缓存中的数据则被转移―尽管从C6模式恢复到运行状态需要数个时钟周期,对性能会有一定的影响,但它的好处是可以将处理器的能耗降到最低限度,达到延长电池续航能力的目的。其次,Penryn同样具有类似迅驰4 IDA的动态超频技术,不过其名称更改为“Enhanced Dynamic Acceleration Technology(增强型动态加速技术,简称为EDAT)”,EDAT技术除了可以在单线程应用中对工作的核心进行动态超频,并将闲置的核心进入最低耗电状态以外,还能够对多核处理器的核心频率进行调整,即当所有核心处于运行状态时,EDAT会根据任务所需将各个核心的频率和电压适当降低,在不影响性能的前提下尽可能降低芯片的实际功耗。

尽管还没有产品推出,英特尔在技术峰会上仍然披露了Penryn的详细性能,在与同频率Conroe系统的对比测试中,Penryn的游戏性能可获得超过15%的提升,而在视频解码任务中,如果Penryn的SSE4发挥效用,那么它的性能领先幅度可达到40%以上。功耗方面,桌面版Penryn仍然保持65瓦的TDP,不过也提供95瓦和130瓦的高性能版本(估计是高频版和四核版),服务器版的Penryn则提供40瓦-120瓦等多个TDP的型号以满足不同的需求。毫无疑问,Penryn的出台将给AMD带来更大的压力,而英特尔将进一步巩固自身在处理器市场的主导地位。

WiMAX与能耗控制技术

如何打造全天候移动计算是英特尔在技术峰会上被关注的焦点问题之一。全天候移动包含两个方面的概念:其一就是随时随地接入互联网的能力,其二就是电池驱动力至少要达到8小时的要求,而这两个方面都对现行的技术提出挑战。

尽管Wi-Fi早已实现广泛普及,但Wi-Fi技术只是解决局域网的无线连接问题,笔记本电脑要高速接入互联网往往还须依赖ADSL、小区宽带、企业专线等有线接入方式。不过在欧美地区,3G网络已经开设得如火如荼,如3G体系的HSDPA服务已能提供媲美ADSL的接入带宽,用户在网络覆盖范围内都能实现无线接入。英特尔曾与诺基亚联手进行该方面的合作,但现在英特尔决心推广WiMAX技术―与3G的通信属性不同,WiMAX是一项专为移动互联网设计的无线传输技术,其优点是传输距离远、覆盖范围广和性能卓越,如果有网络运营商的支持,用户便能够通过WiMAX以无线的方式高速接入互联网。WiMAX获得通讯厂商的鼎力支持,虽然它的专利费较低,但作为关键参与者的运营商则态度并不明确,尤其是3G上马在即,WiMAX的前景更是难以预测。英特尔在终端设备中推行WiMAX,希望能够以预先创造庞大用户群的方式来吸引运营商,不过即便WiMAX最终失去市场,英特尔显然也会转入到3G体系,终端设备同样能够实现快捷的移动互联网接入。

相对而言,实现8小时的电池续航力是一个更具挑战性的目标。达成这一目标有两种方法:一是使用比现行锂电密度更高的电池,二就是尽可能降低设备的能耗。虽然高密度电池领域有相当多的参与者,如薄膜电池、燃料电池等等,其中燃料电池一度被视作是长时间移动应用的希望,但燃料电池一直未解决小型化问题,而且作为一种不可逆的耗材将额外增加用户的使用成本,支持者已愈来愈少。既然无法在电池领域获得突破,降低设备能耗就成为唯一的办法。在本届峰会上,英特尔提出了下述解决方案:

半导体工艺 英特尔将继续提升芯片的制造工艺,如新一代45纳米工艺克服了漏电流问题,让芯片变得更加省电;另外,IDA、EDAT等动态超频技术的出现也在一定程度上降低了芯片的运行功耗。新增的“Deep Power Down”技术通过将CPU的缓存关闭达到节能目的,虽然该技术会让CPU的响应速度略略降低,但节电效果相当明显。

迅盘与固态硬盘 “Turbo Memory”迅盘的引入让硬盘的活动时间大大缩短,由于闪存芯片能耗只有笔记本硬盘的1/10,如果笔记本电脑中配有迅盘,那么存储系统的功耗将获得进一步降低。英特尔认为固态硬盘将成为非常理想的选择,虽然固态硬盘的容量不够大且价格高昂,但它的功耗只有传统硬盘的1/10,而且性能快出10倍,耐用性则提升1000倍。伴随着半导体技术的快速发展,固态硬盘的单位存储成本将迅速下降,进入移动领域指日可待。

DPST 3.0技术 从迅驰4平台开始,英特尔就采用了DPST 3.0(Display Power Saving Technology)技术,该技术可以对屏幕的亮度和对比度作出调节,以在保持显示效果基本不变的前提下减少背光强度,从而达到节能的目的。英特尔表示,该技术可以让显示屏背光的功耗降低0.4瓦到0.7瓦,这样的幅度已属可观。

D2PO技术 该技术同样针对显示屏,它可以在静态显示和慢速运动影像显示时,将扫描模式从60Hz逐行降低到60Hz隔行,在静态和慢速模式下,扫描方式的改变用户难以觉察,但它可以将显示屏的功耗降低0.2瓦到0.4瓦之间。

Display P-States技术 该技术类似于D2P0,着眼点都是降低显示屏的功耗,但Display P-States可驱使系统自动侦测屏幕的显示内容,并“辨别”正在显示的影象是处于高速、低速还是静态状态中,从而对显示屏的刷新率指标进行调整,如将刷新率从正常的60Hz逐行降低到50Hz甚至40Hz,它与D2PO技术的区别只在于措施不同―D2PO调整的对象是扫描模式,而Display P-States调整的对象则是刷新频率的高低。这项技术同样可以节约0.2-0.4瓦的能源。

ACBS技术 该技术的全称为“Intel Auto Connect Battery Saver”,它同样已在迅驰4平台中出现。ACBS是一项针对网络设备的节能技术,它可以侦测网络接口上是否有网络线缆来判断是否有连接,在没有网络连接的情况下,相关模块会处于备用休眠状态,而当接上网络线缆后相关模块便会激活、开启并进入工作状态。ACBS技术都是在自动状态下运行,无需用户设定,它大约可以节约0.14瓦的电能。

为了更好的实现“全天候移动计算”的目标,英特尔与众多业内厂商联合组建了旨在提升电池时间的工作小组,除了英特尔外,该组织的成员还包括IBM、微软、摩托罗拉、nVIDIA、惠普、戴尔、富士通、三星、东芝、华硕、宏基等企业,从技术发展趋向来看,我们认为在2008年,笔记本电脑8小时电池工作时间的目标将能够实现。

AMT让计算机更安全

AMT主动管理技术可以说是英特尔商用平台最关键的特性,在本届峰会上,英特尔进一步强调了AMT技术的重要性,并向IT公司的研发人员和服务器厂商详细阐述了AMT技术的现状与未来的发展方向。

据悉,AMT技术可以在系统死机或者宕机的情况下,只要该机器还在接通电源,并且能够通过网线或者使用无线连接网络,维护人员就可以给宕机的机器远程打补丁、修复数据错误、查杀病毒或者远程恢复系统,从而大幅度降低企业网络的维护难度和维护成本。在AMT技术之前,企业网络的维护都是通过软件方式进行的,但软件维护方式稳定性不佳,有时候在机器正常运行的时候都无法找到该机器,维护工作无从谈起,如果机器操作系统关闭,软件维护就无法进行。即便在正常状态下,软件维护能力也相对简单,只能实现如病毒查杀、补丁修复等常规的维护任务,一旦遭遇系统死机就无法通过远程进行修复,而必须到本机前亲自操作―对于一个拥有上千台PC的企业网络来说,这样的维护任务无疑是非常庞大的。

AMT解决了这些问题,它赋予IT管理员强大的远程维护权限,即通过远程维护就能达到本机维护相同的功能。AMT系统内包含远程管理软件、用户接口和作为服务端的嵌入操作系统,远程管理软件位于维护人员的客户机上,该软件可通过用户接口连接到AMT嵌入系统,并执行相应的维护工作。在这套架构中,用户接口是关键的保障之一。用户接口实际上就是处于网络控制器、芯片组与处理器之间的一条特殊接口,只要计算机处于供电状态,该接口就可以被激活,让AMT客户端和服务端都能访问到网络接口、CPU、芯片组和内存等硬件资源。一旦维护人员发现企业网络中有某台主机出现故障死机,即可借助维护软件激活AMT系统,并实施如远程安装设置操作系统、下载升级补丁、病毒查杀等等,即便是操作系统瘫痪或硬盘出现故障时也能够完成故障调查和修复,从而为企业节省了IT维护的成本和时间。

AMT赋予维护人员很高的权限,一些企业用户担心自身的隐私权遭到侵犯,为了避免这一功能被滥用,英特尔表示AMT技术严格遵从业界安全和隐私规范,确保信息安全无忧。到现在为止,英特尔的AMT技术已经获得业界的广泛支持,包括Altiris Inc、 BMC Software、 Check Point Software Technologies、Computer Associates、LANDesk Software、Novell、Symantec、StarSoftComm和Trend Micro等在企业安全领域实力雄厚的企业都有支持AMT技术的管理和安全产品,AMT技术已成为商业PC的标准功能。

以AMT作为关键特性,英特尔独立发展出博锐(vPro)、迅驰Pro等商用计算平台,除了AMT技术外,Virtulization虚拟化技术也是关键的特性之一。在未来,英特尔的商用计算平台将更加强大,AMT技术也将朝着更方便易用和更强大的维护能力等方面挺进。

80核计算平台

早在2005年,英特尔就提出了Many Core超多核处理器的技术概念,在去年的IDF峰会上,英特尔进一步提出了一个名为“Tera-Scale计算(万亿次)”的新概念,Tera-Scale计算架构包含以下特征:每秒万亿次(TeraOPS)运算的能力,每秒万亿位的内存带宽,以及每秒万亿位的I/0传输通道。这三方面的性能都比现有的X86计算平台高出百倍以上,设计目标极富前瞻性。

去年秋季的IDF峰会上,英特尔就展示了一款Many Core理念的原型芯片,该枚芯片面积为300平方毫米,包含80个简单的浮点加速内核,工作在3.1GHz频率上,达到每秒万亿次浮点运算的能力。而在本届峰会上,英特尔同样带来了该领域的研究进展,英特尔所展出的仍然是一套80核处理器系统,但改用了65纳米工艺制造芯片,根据资料显示,每核心的尺寸仅为3平方毫米,整个80核处理器总面积也只有275平方毫米。在实现每秒万亿次运算性能时,这个80核处理器功率仅为41.97瓦,而在全速状态下该款处理器可以达到每秒2万亿次运算的惊人性能,此时功耗提升到166.84瓦,平均每核心功率最大值为2瓦左右。英特尔表示,该套平台将于2010年进入商用阶段,锁定目标是高端服务器市场,不过PC芯片也将从Many Core架构中受益。