另一條摩爾定律

芯片巨頭的多核競賽如火如荼，而摩爾定律在多核時代也獲得了新生。

來看看1997年美國Sandia國家實驗室的這項杰作吧：為了得到一臺具有萬億次浮點運算能力的ASCI Red超級計算機，他們采購了1萬個英特爾奔騰Pro處理器，整個系統占地大約2500平方米，功耗為500千瓦。

這樣的龐然大物真是令人嘆為觀止，不過，僅僅在10年之后，這臺超級計算機有可能會淪為一堆廢鐵。日前，英特爾發布了一款微型芯片，在這塊面積為275平方毫米的芯片上，密密麻麻排列了80個處理內核，“這款指甲蓋大小的芯片就可以達到每秒1萬億次計算的性能。”英特爾（中國）研究中心總經理杜江凌說，“而在以3.16GHz時鐘頻率工作時，其功耗只有62瓦，相當于一個電燈泡。”

這款80核處理器的設計頗為巧妙。英特爾透露，80核芯片的一大顯著特征就是創新性地使用了“瓷磚片”設計（tile design），80個內核像瓷磚片一樣重復地平鋪開來，這樣就比較容易設計出包含更多內核的芯片。不僅晶體管的數量將繼續按照摩爾定律以每18個月翻一番的速度遞增，并行計算能力也在不相應增加功耗的情況下實現了性能提升。杜江凌樂觀預計，隨著芯片工藝的提高和價格下滑，80核芯片未來甚至有可能應用到手機上。

這也意味著，摩爾定律在多核時代獲得了新生。在過去，摩爾定律體現在處理器的時鐘頻率不斷提升上，但這一方式遇到了瓶頸，“功率和散熱要求已經超過更快的時鐘頻率所帶來的優勢了。因此我們亟需提高芯片上內核的效率和數量，而不是時鐘頻率。”杜江凌說。于是，從單核到雙核，再到四核，英特爾和AMD開辟了新的戰場進行交鋒。

需要指出的是，芯片的內核數量并非是越多越好，這一點已經得到了英特爾和AMD技術精英們的承認。“英特爾無意進行多核競賽。衡量一款CPU的性能并不是取決于它擁有多少核心，關鍵是其中的高速互聯，以及對能源進行精確管理。”杜江凌說，“這跟原來的增加主頻的時代是完全不同的，另外光增加核的數量也并不能帶來性能的相應提升，而是要通過方方面面的努力才能夠使得它的性能不斷增加。”

英特爾80核處理器的設計體現了這一點，本來按照“瓷磚片”設計思路，一個芯片上可以集成60、80甚至100個處理單元，但是英特爾發現要實現萬億次浮點運算，80個內核是最經濟的數量，可以最有效地占用芯片面積。

另一路多核奇兵也踏上了征程。就在英特爾的80核芯片剛剛推出之后不久，AMD公司也發布了萬億次計算的單系統平臺。和英特爾不同的是，AMD的萬億次計算并非將多個內核集成在了一個芯片單元上，而是用AMD雙核Opteron處理器搭配2個流處理器實現的。

這種不同處理器的搭配體現了AMD的另一種多核發展思路。AMD意識到同英特爾展開以數量取勝的多核競賽是不明智的，因此AMD提出了APU（加速處理器，Accelerated Processing Units）的概念。未來，AMD不光要整合CPU、GPU，甚至有可能將音視頻解碼等芯片集成進來。

究竟兩種多核化路線孰優孰劣，暫時沒有定論。不過，對于最終消費者來說，這個疑問似乎并不重要，多核技術帶來的應用價值才是最值得關注的。大膽設想一下，5年到10年之后，人人桌面上都擺了一臺萬億次的超級計算機，這是怎樣的情形？