CPU多核的未來(lái)如何？設(shè)計(jì)者眾說(shuō)紛紜

微處理器的工程師們認(rèn)同多核設(shè)計(jì)是未來(lái)的潮流，但在如何實(shí)現(xiàn)和克服所面臨的困難上，他們分歧非常大。這是從ISSCC(InternationalSolid-StateCircuitsConference，國(guó)際晶體管電路討論會(huì))2008上一個(gè)小組討論中得到的結(jié)論。

這個(gè)討論聚集了來(lái)自Intel、IBM、瑞薩、Sun、AMD以及創(chuàng)業(yè)公司Tilera的資深工程師。AMD的資深研究員ChuckMoore努力申明由于為各種不同任務(wù)而優(yōu)化而產(chǎn)生的許多異質(zhì)的核，未來(lái)的潮流會(huì)轉(zhuǎn)移到一種新的軟件模式。

他暗示計(jì)算機(jī)會(huì)像手機(jī)一樣使用多種專用內(nèi)核來(lái)運(yùn)行由高級(jí)別的應(yīng)用程序接口安排的模塊化軟件。“我們預(yù)測(cè)到一個(gè)從基于指令集架構(gòu)的兼容性向基于API的兼容性的轉(zhuǎn)移”，Moore說(shuō)，“你可以通過(guò)異質(zhì)的核獲得更高的電效率。微軟的DirectXAPI已經(jīng)解決了各種顯示處理器的問(wèn)題，因此這是一種成熟的軟件模型。”

瑞薩的一位資深工程師對(duì)此大體認(rèn)同，他提到手機(jī)的許多專用內(nèi)核協(xié)調(diào)一致地工作對(duì)于未來(lái)的多核設(shè)計(jì)是一種很好的模式。IBM的首席微處理器工程師BradMcCredie則保持中立，他說(shuō)計(jì)算機(jī)的處理器將經(jīng)歷一個(gè)就像IBM的Cell一樣的片上加速器的實(shí)驗(yàn)階段，但最終架構(gòu)將會(huì)縮小到使用一些位于通用內(nèi)核旁邊的專用內(nèi)核。

創(chuàng)業(yè)公司Tilera的創(chuàng)始人兼CEOAnantAgarwal則持相反觀點(diǎn)，他的公司正在生產(chǎn)一種64個(gè)內(nèi)核的嵌入式處理器，他說(shuō)多核芯片需要使用同質(zhì)的通用內(nèi)核集來(lái)使軟件模式保持簡(jiǎn)單。然而，他是在下個(gè)十年間每個(gè)插槽上內(nèi)核數(shù)量的最激進(jìn)的預(yù)言者，“我愿意將其稱為摩爾定律的必然結(jié)果”。他還估計(jì)到2017年，嵌入式處理器將會(huì)有4096個(gè)核，服務(wù)器的CPU會(huì)擁有512個(gè)核，臺(tái)式機(jī)的芯片將會(huì)有128個(gè)核。“問(wèn)題并不在于這些是否會(huì)發(fā)生，而是我們是否準(zhǔn)備好了”。

多核設(shè)計(jì)將會(huì)產(chǎn)生在單個(gè)芯片上的服務(wù)器群、縮小數(shù)據(jù)中心的體積，還可以造就基于人臉識(shí)別軟件的可以自動(dòng)將人像編成索引的臺(tái)式機(jī)。按照Agarwal的觀點(diǎn)，產(chǎn)業(yè)界需要新的軟件模型，這是因?yàn)楝F(xiàn)在的操作系統(tǒng)使用線程和高速緩存一致性監(jiān)視法，將不適合這樣的多核設(shè)備，“SMPLinux將會(huì)走上恐龍那樣的消亡之路”。

其他參與討論的人沒(méi)有Agarwal這么激進(jìn)，一般他們預(yù)測(cè)微處理器在下個(gè)十年中將會(huì)擁有更多的內(nèi)核。如Sun公司微電子事業(yè)部的首席科學(xué)家RickHetherington提出服務(wù)器也許到2018年也只有32～128個(gè)內(nèi)核，這與Sun公司現(xiàn)在的行為形成諷刺，因?yàn)槠湔I(lǐng)產(chǎn)業(yè)走向在服務(wù)器上比競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手在每個(gè)die上有更多的核。Hetherington還指出現(xiàn)在的軟件模式將會(huì)沿用到下個(gè)十年，“我認(rèn)為我們可以讓每個(gè)核支持500～1000個(gè)線程，實(shí)際上，5、6年后就有可能實(shí)現(xiàn)”。

Sun公司的多核策略部分是基于在像Google這樣的公司提供基于Web的應(yīng)用大潮之下，可以處理線程極為豐富的工作流，而服務(wù)器環(huán)境的虛擬化潮流同樣也促進(jìn)了Sun的策略。IBM的McCredie也認(rèn)可現(xiàn)在的服務(wù)器必須運(yùn)行包括許多非線程的應(yīng)用在內(nèi)的各種應(yīng)用。“現(xiàn)在的數(shù)據(jù)中心運(yùn)行許多傻瓜似的應(yīng)用，很多人甚至不再知道它們的源代碼在哪兒，Google是一個(gè)例外，我們?nèi)匀辉谕切┮苍S永遠(yuǎn)都運(yùn)行單一線程的應(yīng)用的客戶討論單一線程的應(yīng)用”。

Intel公司微處理器技術(shù)實(shí)驗(yàn)室總監(jiān)ShekharBorkar說(shuō)微處理器的內(nèi)核將會(huì)越來(lái)越簡(jiǎn)單，但軟件需要比以往更快地發(fā)展，以趕上硬件的步伐，“將來(lái)的一個(gè)內(nèi)核也許看上去就像個(gè)NAND的門，你不必干預(yù)它。至于軟件，過(guò)去上市所花費(fèi)的時(shí)間太長(zhǎng)了，但將來(lái)我們承擔(dān)不起這樣的緩慢速度”。

全美達(dá)公司的創(chuàng)始者、Sun公司的前CPU架構(gòu)師DaveDitzel也同意這個(gè)說(shuō)法，他曾參與設(shè)計(jì)Sun的第一個(gè)64位CPU，在將近10年后，商用的64位操作系統(tǒng)才就緒，“多核技術(shù)就像我們?cè)谇驁?chǎng)上的孤注一擲，現(xiàn)在我們不得不盡快停下來(lái)審視我們是否能夠追上這個(gè)潮流”。