文档介绍：处理器兼顾性能与环保
李 梅/译 在美国举行的“微处理器2007论坛”上,处理器制造商一方面要遵从摩尔定律,满足性能提升的需要;另一方面要满足新的“戈尔定律”的要求,降低处理器的能耗与温室气体排放。未来,处理器不得不在性能、功耗处理器兼顾性能与环保
李 梅/译 在美国举行的“微处理器2007论坛”上,处理器制造商一方面要遵从摩尔定律,满足性能提升的需要;另一方面要满足新的“戈尔定律”的要求,降低处理器的能耗与温室气体排放。未来,处理器不得不在性能、功耗、环保各方面共同努力。
微处理器制造商认为,他们正在努力满足两个相互矛盾的需求,一方面处理性能不断增强,另一方面是能源效用不断提高。市场研究公司In-Stat在 “微处理器2007论坛”上认为,在众多的创新技术中,处理器使用新材料,或者采用可以减少能耗的多核技术,成为目前最受关注的两项技术。
多年来,芯片制造商努力的焦点一直放在了提高处理器的性能上,基本上按照Intel公司Gordon Moore提出的摩尔定律发展。摩尔定律认为,处理器的性能每18个月提高1倍。最近,这些制造商开始注意改善处理器的能源使用效率,以增加便携设备电池的寿命,减少在服务器与其他计算机中的电力消耗。电力消耗带来的问题不仅是费用增加,而且生产的炭排放所生产的温室效应,对环保提出了挑战。美国前副总统与环保主义者戈尔提出,应该减少电力的消耗,减少炭排放,即温室气体的排放。这一观点被称为戈尔定律。
Intel的高K金属门与Tera计算
Intel认为,公司可以在提高性能的同时,通过增加一个新的硅层,减少被浪费的电力的炭泄漏。 Intel使用了一种被称为“高K金属门”技术(high-k metal gate),取代以前的二氧化硅,提供更好的绝缘性,减少泄漏。Intel将在新一代45纳米Penryn核心处理器上采用高K薄膜(High-K Dielectrics)和金属门集成电路。当前使用的多晶硅门(Polysilicon Gate)将被一个金属层代替,而基座与晶体管之间的二氧化硅层也将被一个高K薄膜所取代。英特尔采用高K技术和金属门晶体管可能比工艺的提升更为有效。
Intel 公司的资深人士Mark Bohr认为,运用高K技术和金属门晶体管可以使电力消耗减少30%,性能提高20%。与当前的酷睿2桌面处理器相比,采用新技术的Penryn处理器在源极漏极的电流泄漏将减少500%,而K薄膜的电流泄漏将减少1000%倍。不过这些数据还没有经过验证。Intel的高级责任工程师Stephen Fischer认为,摩尔定律还活着,特别是在Penryn 上仍然适用。
Penryn也改进了电源管理。Fischer认为,Penryn允许计算机操作系统在特定的时刻,如CPU的一个核暂时不工作时,可以减少对其电源供应。
Intel也正在研究Tera计算。Tera的运算速度可超过每秒百万亿次。这种由Intel中东团队研发的新架构不同于目前的双核心、四核心处理器架构,而是向小型化方向发展,就像嵌入式系统那样,在一个紧凑的系统里提供强大的性能。TerraFLOP处理器原型的最大特点就是计算功能强劲,拥有80个处理器内核,,整个计算速度达每秒