國產(chǎn)芯片助力高性能計算機節(jié)能降耗

為了倡導高性能計算機節(jié)能，支持擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的節(jié)能共性技術(shù)和關(guān)鍵技術(shù)的研究與推廣應用。由瀾起科技（上海）有限公司(MontageTechnology)與中國電子工業(yè)標準化技術(shù)協(xié)會、電子技術(shù)標準化研究所、中國高性能計算機標準工作委員會共同承辦的“2007年中國高性能計算機節(jié)能技術(shù)標準與應用研討會”于近日在北京舉行。本次會議邀請了高性能計算機產(chǎn)、學、研、用等有關(guān)單位以及政府相關(guān)主管部門領(lǐng)導參加，就高性能計算機節(jié)能關(guān)鍵技術(shù)與標準研究等問題進行研討。據(jù)悉，這也是國內(nèi)第一次關(guān)注高性能計算機領(lǐng)域的節(jié)能問題。

高性能計算機能耗形勢嚴峻，節(jié)能刻不容緩

近年來，隨著計算機硬件成本大幅降低，用戶部署的高性能計算機系統(tǒng)規(guī)模越來越大，節(jié)能降耗也因此成為廠商和用戶不容忽視的一大課題。以上海超算中心的10萬億次曙光4000A超級計算機為例，其每年僅電費一項就要支出400多萬元；中石油東方地球物理公司（BGP）總工賴能和表示，其擁有1萬多顆CPU規(guī)模的數(shù)據(jù)中心的電費總支出每天要4.8萬元，每年的電費成本就高達1700多萬元。

對于服務器使用量較少的中小企業(yè)來說，能耗問題也同樣不容忽視。統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，現(xiàn)在一臺服務器3年內(nèi)所消耗掉的電力成本可能會超過服務器當初的采購成本。高標委秘書長曾宇算了這樣一筆帳，“中國目前有近1億臺筆記本電腦或臺式電腦，服務器保有量大約是200萬臺，按發(fā)達國家，比如美國每10臺PC會匹配一臺服務器的水平計算，1000萬臺服務器每年將消耗掉300億度甚至更多的電能，排放幾千噸的溫室氣體?！笨梢姡嬎銠C的節(jié)能降耗問題已經(jīng)到了刻不容緩的地步。這不僅關(guān)系到終端用戶利益，也勢必關(guān)系到整個社會的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。

據(jù)曾宇介紹，目前高性能計算機（HPC）呈現(xiàn)出以下趨勢，即刀片服務器步入泛應用期，服務器節(jié)能技術(shù)趨于成熟，以虛擬化技術(shù)為基礎(chǔ)的效用服務器浮出水面，可重構(gòu)計算顯露身手，個人HPC成為新寵兒。為了提高HPC的每瓦特性能，需要從芯片級、系統(tǒng)級和基礎(chǔ)架構(gòu)級等多個層面來研究開發(fā)節(jié)能技術(shù)，節(jié)能已經(jīng)成為未來千萬億次計算機研發(fā)中必須逾越的一大障礙。

呼吁建立AMB功耗標準，國產(chǎn)芯片欲當節(jié)能先鋒

目前，在芯片級解決方案中，英特爾的EIST、AMD的PowerNow!、IBM的高熱傳導界面芯片冷卻技術(shù)都提供了非常出色的節(jié)能技術(shù)。而在本次研討會上，最大的亮點則應歸屬于上海瀾起科技推出的高級內(nèi)存緩沖器芯片(AMB)。

AMB是全緩沖雙列內(nèi)存模組（FB-DIMM）技術(shù)的核心。該架構(gòu)消除了傳統(tǒng)的內(nèi)存模組在高內(nèi)存密度情況下的阻抗不連續(xù)問題，滿足了高性能平臺對高帶寬、大容量的內(nèi)存的需求。而FB-DIMM是英特爾倡導的一種內(nèi)存架構(gòu)，解決了目前“短線連接”拓撲結(jié)構(gòu)的容量-速度的瓶頸問題，為下一代高性能的平臺，如服務器和工作站等，提供了高速、大容量的內(nèi)存解決方案。

瀾起科技董事長兼CEO楊崇和博士解釋說，隨著多核CPU的發(fā)展，服務器中的內(nèi)存容量越來越大，內(nèi)存子系統(tǒng)也因而成為能耗大戶。據(jù)測算，一個基于x86架構(gòu)的高性能計算機最多可支持32條內(nèi)存，按每條內(nèi)存功耗9瓦計算，其總功耗就會接近300瓦特，遠遠大于CPU和芯片組100W左右的功耗。

功耗增加不僅導致內(nèi)存溫度升高，散熱成本增加，而且會影響到可靠性，并縮短器件壽命——在室溫21度基礎(chǔ)上，平均每增加10度，可靠性就會降低50%。對于FBD內(nèi)存而言，其核心芯片AMB是整個系統(tǒng)中功耗最大的器件群。

目前市場上的AMB平均功耗為6－7W，而瀾起的新產(chǎn)品在擁有同等性能基礎(chǔ)上的功耗為3－4W,節(jié)能約30-50%左右，預計今年第四季度開始量產(chǎn)出貨。目前AMB市場的供應商還有英特爾、IDT、英飛凌和NEC，雖然他們也在努力降低功耗，但和瀾起相比還存在一定的距離。

據(jù)了解，美國電子器件工程聯(lián)合委員會存儲器委員會（JEDEC）之前制定了相關(guān)的AMB功耗標準，由于歐美的主要廠商一直無法達到要求，所以JEDEC不得已放棄了這一衡量指標。楊崇和博士并不贊成這樣的做法。他認為，達不到標準和據(jù)此就放棄標準的做法是不可取的。因此，在本次研討會上他向與會代表呼吁，在我國已完全擁有低功耗AMB全部自主知識產(chǎn)權(quán)，并達到JEDEC標準的條件下，我們應該率先在國際上建立起這樣的標準，從而使我國在高性能計算機節(jié)能方面走在世界的前列。

技術(shù)優(yōu)勢贏得青睞，初創(chuàng)公司成績斐然

談到AMB芯片的初期研發(fā)，楊崇和回憶說，因為AMB芯片所要求的技術(shù)含量很高，在提高速度的同時，還需要降低功耗，而這是一個難以兩全的目標。開始英特爾并不是很相信他們真的能做成。但是瀾起科技憑借著領(lǐng)先的低功耗設計技術(shù)最終還是得到了英特爾的認可。并于2006年6月獲得英特爾巨額風險投資；還受邀參加了同年11月舉行的英特爾開發(fā)商論壇(IDF)。

英特爾風險投資是為英特爾創(chuàng)造“整體的生態(tài)均衡環(huán)境”而服務的，希望通過推動創(chuàng)業(yè)企業(yè)的發(fā)展，使英特爾的模塊有更廣闊的市場。隨著技術(shù)日趨成熟以及量產(chǎn)的提高，AMB將可以廣泛應用于中低端服務器、個人電腦及家庭數(shù)字設備，未來的市場規(guī)模可達數(shù)億美元。正因為有著如此的誘惑力，英特爾將瀾起科技納入自己的生態(tài)系統(tǒng)之中，對雙方而言，絕對是一個雙贏的選擇。 [!--empirenews.page--]

除了高級內(nèi)存緩沖器芯片AMB（AdvancedMemoryBuffer，），瀾起還開發(fā)了應用于數(shù)字電視信號接收裝置的顯示芯片。包括最新研發(fā)的地面數(shù)字電視信道解調(diào)芯片（DVB-T）M88DT2000、衛(wèi)星數(shù)字電視接收芯片（DVB-S）M88RS2000。此外，有線數(shù)字電視信道解調(diào)芯片（DVB-C）M88DC2000和2款衛(wèi)星數(shù)字電視調(diào)諧器芯片M88TS2000和M88TS2020也都是已量產(chǎn)產(chǎn)品。值得一提的是，M88TS2000還憑借同類產(chǎn)品中首次采用130納米CMOS工藝技術(shù)，入圍了ACE2007年度最佳射頻與微波產(chǎn)品獎。

為什么會選擇做兩個看似并無太大關(guān)系的產(chǎn)品線呢？從技術(shù)角度來看，兩者其實擁有共同的技術(shù)平臺－高速及低功耗的混合信號數(shù)據(jù)接口設計技術(shù)。從市場策略來看，盡管背靠英特爾這棵大樹，但只做一種產(chǎn)品，對公司而言似乎類似于一場豪賭，雖然目前看來市場前景依然不錯，但潛在的風險也是不可忽視的。而積極拓寬產(chǎn)品領(lǐng)域，避免出現(xiàn)“成也蕭何，敗也蕭何”的局面，對初創(chuàng)公司而言則是十分必要的選擇。我們有理由相信，在未來高技術(shù)的舞臺上，瀾起科技會和我們一起分享更多的成就和精彩。