英特尔研发万亿次级研究芯片嵌入式与非嵌入式区别解析

在2006年秋季的英特尔信息技术峰会（IDF）上，公司的高级院士与首席技术官Justin Rattner指出，随着大型数据中心支持超过一百万台服务器而兴起，以及对高性能个人设备需求的增长，网络软件服务预计将在接下来的十年内使人们能够通过任何一台高性能设备来访问个人数据、媒体和应用，还能运行全真图片游戏、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工业界实现每秒执行万亿次浮点运算以及每秒传输万亿字节的带宽。

“随着大型数据中心崛起以及对高性能个人设备需求的大幅增加，产业创新必须从多核处理器到系统间高速通信等多个层面展开，同时提供更好的安全性和更高效能表现，”Rattner说，“解决这些挑战将惠及所有计算设备，并为开发商和系统设计师创造新的市场和机会。”

Rattner总结了硅技术三个主要突破。第一个是关于英特尔研发的万亿次级研究原型硅片，这是世界上首个可编程每秒执行万亿次级浮点运算的处理器。这款实验性的芯片包含80个单核核心，每颗核心运行频率达到了3.1GHz，其目的是测试在核与核之间、核与内存之间快速传输大量数据所需的互连策略。

“当我们将这些实验性的芯片与我们最近在硅光子学领域取得的一系列突破联系起来，这些芯片不仅满足了三项关键要求——即每秒执行1000亿次浮点运算（teraOPS）的性能、每秒传输1000亿字节的内存带宽以及I/O能力，但也标志着激动人心的一步，因为它为计算机和服务器推进至这一前沿水平奠定了基础。”Rattner解释道。

现有的晶体管排列方式，将数以百万计晶体管唯一地排列，而这款新设计则包括80层8×10块阵列中的晶体管。在每一层中，都有一个微小核心或计算单元，它们采用简单指令集处理浮点数但并不兼容英特尔架构。同时，每层还包含一个路由，将核心连接到片上网络，使得它们可以相互读写内存。

第二个主要创新是一个20M字节大的SRAM内存芯片，与处理器硅晶片堆叠并连接，这使得两者之间数千条相互连接成为可能，在存储器和处理核心之间提供超过每秒1000TB/s（tera byte per second）的带宽。

第三个重大突破是一种名为混合硅激光（Hybrid Silicon Laser）的新技术，该技术被用于最近发布的一个研发成果，该成果是在加州大学圣巴巴拉分校合作完成。这项技术允许数十甚至几百颗混合硅激光部件集成到同一个单一硅芯片上，从而可能实现速度快达每秒1000Tbps（terabit per second）的光学连接，可以加速计算机内部各部分或不同计算机间传输大量数据。此类高速交换对于未来的大规模云计算环境至关重要。