人物探索嵌入式难题英特尔研发万亿次级研究芯片

2006年秋季英特尔信息技术峰会（IDF），英特尔公司高级院士、首席技术官Justin Rattner在演讲中提出了一个振奋人心的展望：随着大型数据中心的兴起和对高性能个人设备的需求，网络软件服务将在接下来的十年内使人们能够从任何一台高性能设备上获取个人数据、媒体和应用，运行真实图片游戏，分享实时视频资料，并进行多媒体数据挖掘。这种全新的使用模式要求行业达到每秒万亿次浮点运算的计算能力以及万亿字节的带宽。

Rattner指出：“随着大型数据中心崛起，以及对高性能个人设备需求，我们产业创新必须体现在多核处理器到系统间高速通信等多个层面，同时提供更好的安全性和能效表现。”这些挑战解决后，将为所有计算设备带来好处，并为开发商和系统设计师开辟新市场、新机会。

Rattner概述了硅技术三个主要突破，其中之一是英特尔万亿次级研究原型硅片——世界上第一个可编程每秒万亿次级浮点运算处理器。这款实验性芯片包含80个单核核心，运行频率达到3.1GHz，其目的是测试在核与核之间、核与内存之间快速传输万亿字节数据时的互连策略。Rattner说：“当我们把这与最近在硅光子学方面取得的一些突破联系起来，这些芯片可以实现三项关键要求：每秒执行百兆次浮点运算（teraOPS）的性能，每秒百兆字节内存带宽，以及每秒百兆比特I/O能力。”

现有的芯片设计通常只排列数十亿晶体管，而这个新设计则包括80层8×10阵列晶体管。每一层都有一个微小核心或计算单元，以简单指令集处理浮点数，但不兼容英特尔架构。此外，每一层还有路由，将核心连接到片上网络，使得它们能够读写内存。

第二个重大创新是一个20M字节SRAM内存芯片，与处理器硅晶片堆叠并连接，使得两者之间可能建立数千相互连接，从而提供超过每秒1000GB/s的交换速率。在存储器和处理核心之间传输大量数据时，这种安排尤其重要。

第三个重大创新是混合硅激光（Hybrid Silicon Laser）芯片，该技术允许几十甚至几百根混合激光与其他硅光子学部件一起集成到单一硅芯片上。这可能实现以太网速度的大规模光学通信，在计算机内部、不同电脑间乃至服务器间加快数Tbps范围内的大量数据传输。

尽管这些技术还未准备好商业化，但他们代表了将超越目前水平的一步巨大进步，为未来的极端复杂任务打下基础。