十問Chris Rowen：聽微處理器大師講SoC設(shè)計(jì)的前世今生

即便放眼整個IC行業(yè)，像Chris Rowen博士這般愛談技術(shù)，同時又可以講得如此深入淺出的，著實(shí)少見。他可以一邊舉起手中的iPhone做各種演示，也可以拿起隨手拾見的小紙條寫寫畫畫來加強(qiáng)語氣。他咬字無比清晰準(zhǔn)確（尤其在諸如Interestingly或者particularly這類副詞的時候會讀得緩慢甚而產(chǎn)生了某種韻律感），似乎是在運(yùn)用一種類似于詩人誦詩，抑或冒險(xiǎn)家在眾人面前娓娓道來諸多奇跡的情緒和語氣，來描述那些SoC設(shè)計(jì)的理念。很神奇。

而更加奇妙的是，他幾乎經(jīng)歷過微處理器的所有起起伏，前世今生。他是RISC架構(gòu)的奠基人之一，分別參與了Intel和MIPS公司的大躍進(jìn)時代，如今，又帶著一種全新SoC架構(gòu)的理念，在或多或少地改變著我們的數(shù)字時代。所以，與其說是采訪，還不如說是在聽一個傳奇（而且這個傳奇也不過是翩翩中年哦！）講故事。

Power Density、Parallel、Multi-Core、FPGA、RISC、SoC，這些詞于談笑間輾轉(zhuǎn)騰挪，有一瞬間，我差點(diǎn)覺得對面坐著的是 Wes Anderson，那個拍出過《了不起的狐貍爸爸》（Fantastic Mr. Fox）的我最中意的好萊塢導(dǎo)演。不避世也不趨世。獨(dú)辟蹊徑，信手拈來。關(guān)鍵都還挺帥的。

1、我看過您2004年寫的“復(fù)雜SoC設(shè)計(jì)”，非常喜歡的第8章（Chris Rowen ：“SOC設(shè)計(jì)的未來”哈哈）。恩您還記得。因?yàn)槟愕乃蓄A(yù)言都應(yīng)驗(yàn)了，這非常有趣。所以我的問題是，您如何看待再6年之后的SoC設(shè)計(jì)，或者說和SoC 設(shè)計(jì)有關(guān)的那些技術(shù)趨勢？ （Chris Rowen ：哇，這個問題還不賴！）

Chris Rowen ：我認(rèn)為這個市場的大方向還是相當(dāng)清楚的?？纯词袌鰧用娴幕沮厔荩倏纯醇夹g(shù)層面的基本趨勢，你就可以看到他們在哪里重合。就技術(shù)而言，你會發(fā)現(xiàn)摩爾定律（Moore’s Law）作為經(jīng)濟(jì)驅(qū)動力的事實(shí)。但是摩爾定律真正有趣的部分在于，第一，是“集成度（Density）持續(xù)提高”。每隔2年半或者3年，硅密度就要提高一倍，這意味著近一倍成本的降低，讓射頻產(chǎn)品中的數(shù)字模塊集成度越來越高。這也意味著，各種系統(tǒng)都在規(guī)模（Scale）上變得越來越小。所以無論是電腦亦或消費(fèi)電子設(shè)備，每一個系統(tǒng)的目的都是集成于同一塊芯片。這就變得有趣起來。因?yàn)樵谶^去，你可以生產(chǎn)通用（Generic）存儲器，通用處理器，通用射頻，諸如此類，然后一股腦兒放在一塊兒，建一個非常牛逼的專用（Specific）系統(tǒng)。但是在今天，事情都顛過來了。你更希望把一坨不同的功能集合到一塊芯片上。當(dāng)然在這個意義上，你還是得搞出一塊專用芯片。但是挑戰(zhàn)變大了，因?yàn)樾酒旧硇枰訉Ｗ⒂谀骋粋€特殊應(yīng)用，而應(yīng)用處理器、內(nèi)部總線等等其他玩意兒，也要變得更小更強(qiáng)更快！

另一件吊詭的事就是，摩爾定律并沒有在晶體管層面帶來太多的功率改進(jìn)。在過去，當(dāng)東西變小了，功率自然就降低了，所以工程師也壓根不需要操心什么芯片架構(gòu)（Architecture）。而現(xiàn)在，如果工程師想要優(yōu)化功耗，首先就要優(yōu)化架構(gòu)。他得考慮我怎么著才能更有效地完成這個計(jì)算？譬如用更少的晶體管門或者運(yùn)算周期，甚至在這個任務(wù)不運(yùn)行的時候關(guān)閉掉相應(yīng)子系統(tǒng)。總之，這活兒變智能（Intelligent）了。

所以舉個例子啊，比如你想做個手機(jī)，就必須要注意區(qū)分不同的使用場景，譬如聽音樂、看YouTube視頻、發(fā)短信、上網(wǎng)，或者煲電話，這些都是完全不同的情景。你得關(guān)掉所有沒用的子系統(tǒng)。更細(xì)心，更積極。因此對于芯片設(shè)計(jì)師（Chip Architect）或者系統(tǒng)設(shè)計(jì)師來說，這是最好的時代。因?yàn)橛羞@么多的事兒可做。但對于一個晶體管工人（Transistor Guy）而言，這可真是最壞的時代??！一切都已經(jīng)上升，已經(jīng)上升到系統(tǒng)或者應(yīng)用的級別。這就是技術(shù)領(lǐng)域正在發(fā)生的大事件。

2、未來幾年市場方面的變化呢？
Chris Rowen ：說到市場。我認(rèn)為最大的趨勢是一切都已經(jīng)移動起來，因?yàn)槿藗兊纳罘绞揭呀?jīng)徹底改變了。當(dāng)你可以隨身攜帶那么多的設(shè)備，就會希望能夠持續(xù)地連接到互聯(lián)網(wǎng) 上。這種影響不僅表現(xiàn)在設(shè)備上，還表現(xiàn)在無線基礎(chǔ)設(shè)施，以及云計(jì)算上。而且經(jīng)濟(jì)層面的機(jī)會，將會隨之變得非常，非常深遠(yuǎn)。因?yàn)槟銜吹?，譬如在這種設(shè)備 （Chris拿起手里的iPhone開始演示）的層面，無線連接的帶寬起碼還要提高30倍。為了獲得足夠豐富的娛樂體驗(yàn)，我們或許需要幾十甚至幾百兆比特 的帶寬。在世界每一個地區(qū)，高端用戶越來越多。中國就是一個鮮活的例子。不光如此。在印度、南美、非洲、加勒比海地區(qū)，人人都希望持續(xù)不斷地連接到互聯(lián)網(wǎng)。

所以，你必須很好地設(shè)定人們?nèi)找嬖鲩L的期望值?，F(xiàn)在有10倍的寬帶人口增長每個人都有30倍的寬帶需求，因此就有了300倍的寬帶要求。而系統(tǒng)的每個層面都需要滿足這種需求。對于無線基礎(chǔ)設(shè)施制造商來說，他們的機(jī)會是巨大的。譬如華為。但是制造商是沒可能贏得300倍收入的。有可能獲得更多的收入， 但不是三百倍以上。因此，他們必須在得到大幅增加帶寬的同時，大幅降低資金成本（Capital Cost）和經(jīng)營成本（Operate Cost）。

3、那么接下來在SoC設(shè)計(jì)上會有什么事情發(fā)生？
Chris Rowen ：你可以看下無線基站作為例子。傳統(tǒng)意義而言，它們是昂貴的。你可以找些通用芯片、通用DSP、通用FPGA?？墒墙裉?，為了滿足對帶寬的要求，您需要更 多的高度定制的SOC，芯片平臺和軟件的需求也上升很快。所以這將使集成度更高，每塊芯片上集成更多的DSP，而每塊DSP上嵌入更多的軟件程序，甚至是 軟件內(nèi)容的爆炸性發(fā)展。

有趣的是，每部分網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施（Network Infrastructure）的功耗都是巨大的。那么即便為綠色節(jié)能考慮，減少為更加緊密集成的系統(tǒng)都是異常重要的?；緦⒚黠@變小，這意味著整個基站 都可變成塔頂?shù)囊粋€小盒子，而不是……裝在塔頂可是簡單很多。

當(dāng)然在系統(tǒng)層面，你一旦降低成本以后降低功耗也就水到渠成。所以這兩者之間是一個非常良性的關(guān)系。關(guān)鍵是硅晶圓的集成。這也是Tensilica會 如此迅速成長成為世界領(lǐng)先的DSP內(nèi)核供應(yīng)商之一的原因。

甚至可以看到這種變化體現(xiàn)到了云計(jì)算上。因?yàn)楝F(xiàn)在你需要300倍的帶寬，也就相應(yīng)地對視頻服務(wù)、視頻壓縮、互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)庫搜索、社會網(wǎng)絡(luò)，如此等等， 都提出了更高的需求。而所有這些事情，真的都是很復(fù)雜的應(yīng)用程序呢。

不過有趣的是，他們都是些并行的應(yīng)用程序。這是個好消息。因?yàn)樵谟?jì)算機(jī)業(yè)已經(jīng)發(fā)生的一件事情便是，單個微處理器的速度已經(jīng)很難再提高了。Intel 在1990年，戲劇性地發(fā)現(xiàn)了單處理器性能呈指數(shù)增長的改善。但是他們也旋即發(fā)現(xiàn)當(dāng)處理器頻率達(dá)到約3.5到4GHz的時候，功率密度（Power Density）遇到了瓶頸。于是，他們開始嘗試多核技術(shù)。

還好人民群眾想做的事，基本都是天然就可以并行處理的。所以，你在做互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)庫檢索（Internet Database Search）的時候，確實(shí)可以設(shè)置多內(nèi)核、多芯片，甚至多系統(tǒng)。因?yàn)槟愕牟樵冋埱笸ǔ⒈话l(fā)往多個地點(diǎn)。所以在互聯(lián)網(wǎng)云計(jì)算的領(lǐng)域，運(yùn)用多核的機(jī)會無比 廣闊。
而且確實(shí)存在是一個問題，就是你如何在有效的MIPS指令內(nèi)獲得足夠低的功耗?；蛘哒f，如何在設(shè)計(jì)電池壽命最長的移動設(shè)備，和最可擴(kuò)展的服務(wù)器之間 取得關(guān)聯(lián)？因?yàn)樗卸己凸挠嘘P(guān)，而非峰值的性能。

4、那么Tensilica是如何來克服在功耗上的挑戰(zhàn)的？和競爭對手比起來又有何區(qū)別？
Chris Rowen ：舉個例子。Tensilica贊同為特定的任務(wù)去優(yōu)化處理器。優(yōu)化流水線（Pipeline），優(yōu)化接口，優(yōu)化設(shè)計(jì)層面，然后把多個內(nèi)核放在一起，以建 立一個多核系統(tǒng)。這種優(yōu)化的能力將產(chǎn)生巨大的影響。我會在今天下午的會上談到這個稱作Turbo解碼器的專用（Specialized）處理器。 Turbo是一種特殊的算法，可以從嘈雜的噪聲中提取有用信息，在一個工作循環(huán)（cycle）內(nèi)，這個解碼器可以執(zhí)行大約3萬次，哦對的沒錯3萬次 RISK指令。是的，通用的壓縮（Compression）處理器只能執(zhí)行一次指令，而這個專用處理器可以執(zhí)行3萬次。當(dāng)然這是一個極端的例子，只是想表明當(dāng)你知道你的問題在哪里，你就可以做出很多令人難以置信的事情。并行，并因此難以置信的高效率。

同樣的原則可以適用于各個層面，適用于各種其他門類的專用DSP、無線接收器，適用于基帶和音頻的通用DSP，也適用于客戶意欲進(jìn)行視頻處理或其他 圖形壓縮、安全操作、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議處理，以及廣泛應(yīng)用于射頻的深嵌入式控制（Deeply Embedded Control）。

Tensilica特別集中精力于那些能夠?qū)ｉT優(yōu)化的能力，以及真正方便使用多核的能力。而因此，我們從那些傳統(tǒng)的CPU老家伙們中區(qū)別了出來。譬如Intel、ARM、MIPS，或者其他什么人。他們都面臨一個相同的物理問題，摩爾定律在給了他們更多的晶體管之后，卻沒有給他們更好的功率控制，對 不對？

他們很少去考慮并行的問題。而與之相反，我們在應(yīng)用層面非常努力地工作，以期尋找到解決方案。在云計(jì)算那段，我們確實(shí)可以將任務(wù)分割成很多子任務(wù)，但是當(dāng)我在這里玩游戲（Chris又一次拿起手里iPhone開始演示），我真的被限制了。你看，一個手指只能玩一樣?xùn)|西哈。因此在應(yīng)用處理器的層面，你 真的無法得到啥好處。MIPS、ARM，甚至還有Intel，都面對著這樣一個無法在當(dāng)前硅科技下有效完成多任務(wù)的問題。而那是我們擅長的。

我們看到這個市場在迅速增長，去年的出貨量增長了大約70%。然后我們會試圖進(jìn)入所有的DPP（Data-Plane Processor）領(lǐng)域，包括DSP、音頻視頻、安全，以及深嵌入式控制，這其實(shí)和應(yīng)用處理器的范疇離得很遠(yuǎn)。所以啊，我們常常會發(fā)現(xiàn)自己和MIPS、 ARM或Intel出現(xiàn)在同一塊芯片上。你知道吧，其實(shí)我們就是工廠的工人啊（Chris突然哈哈大笑）！因?yàn)橛羞@么多不同的處理器，在Date- Plane里又有這么多不同的任務(wù)，那些小而高效的處理器會有很多機(jī)會，很多接口（Socket）。

這種對于應(yīng)用處理器或者接口的互補(bǔ)性，甚至于可以讓應(yīng)用處理器在執(zhí)行類似于信號處理這種實(shí)時任務(wù)的時候，也完全關(guān)閉。或者比如多媒體應(yīng)用，應(yīng)用處理器當(dāng)然可以去做，但是如果我們優(yōu)化專用音頻DSP的話，將獲得4到5倍的效率。尺寸更小，單位時間內(nèi)的吞吐量卻更大。而且可以用如此多的音視頻處理器夠你 選擇。所以幾乎任何時刻，系統(tǒng)設(shè)計(jì)師或者SoC設(shè)計(jì)師都可以通過區(qū)別應(yīng)用場景的方式，來決定卸載（Off Load）哪個處理器。

這也是為什么我認(rèn)為我們可以在音頻方面取得這么大的成功。當(dāng)你正在設(shè)計(jì)一個手機(jī)，或者閱讀顯示器，或者機(jī)頂盒，或者數(shù)字電視，或者數(shù)碼相機(jī)，你會 說，啊，這里有一種場景需要我做大量音頻的工作。于是，把那種卸載很自然地就被設(shè)計(jì)到基本構(gòu)架里去了。

而且，我們可以為應(yīng)用層面的處理器自動生成軟硬件，尤其是基于音頻和基帶的非常全面的軟件庫（Software Libraries）。因此，不管是老手還是菜鳥，在我們的店鋪里都能找到他們所有需要的軟硬件解決方案，以幫助他們最快地進(jìn)入市場。集成音頻、集成基 帶，或者其他各種功能。
5、那么Tensilica有什么具體的應(yīng)用嗎？
Chris Rowen ：今天下午，我將討論一下移動電話。這是一個巨大的市場，一個可以滿足之前所說帶寬需求的市場。特別是從當(dāng)前正從3G向4G升級，大家都聚焦在LTE身 上。不僅因?yàn)長TE看上去很像是最后標(biāo)準(zhǔn)的勝者，也因?yàn)樗浅Ｏ馱iMax。我們已經(jīng)能夠提供參考設(shè)計(jì)，幫助客戶建立他們自己定義的多核LTE手機(jī)，在市 場中搶得先機(jī)。這只是一個我們進(jìn)入領(lǐng)域的實(shí)例。

我們也在做一個很類似的數(shù)字電視解調(diào)器。因?yàn)橛腥讼Ｍ葹橐苿討?yīng)用又為起居室設(shè)計(jì)一種通用的數(shù)字電視接收器。這里有個很大的問題，就是全世界在視頻 領(lǐng)域有好多不同的標(biāo)準(zhǔn)和概念，而每個人都真心希望擁有一塊可以解決一切的視頻芯片。我們準(zhǔn)備來設(shè)計(jì)一塊。其實(shí)應(yīng)用一樣的原理，就是找些DSP和專用核，優(yōu) 化最密集的任務(wù)，并充分利用我們最重要的能力——生成處理器的功率效率非常小，以及和世上最穩(wěn)定的通用DSP一樣易于編程的軟件工具。昨天晚上客戶還和我 們說，DSP如此招人待見的最主要原因就是可編程。譬如TI的那些DSP。我們同樣在努力使編譯器更強(qiáng)大，使程序模型簡單，使程序員更不操心。我們還微處理器的流水線設(shè)計(jì)上增強(qiáng)了視覺效果。這種架構(gòu)下要還能生成不正確的代碼，也怪難的。

因此，我們擁有一個非常高效的處理器。但是效率（Efficiency）這個詞值得商榷。傳統(tǒng)意義上而言，效率就是指最少的門數(shù)、最小的功耗，巴拉 巴拉。但效率也是將產(chǎn)品推向市場的時間。需要多少工程師才能部署好這個系統(tǒng)？每行代碼的成本是多少？每個工程師小時（Engineer Hour）所能帶來的收入？除了硅片層面的效率以外，這些同樣是測量效率的重要參數(shù)。我認(rèn)為我們在這兩面都推動得很好。剛才討論的那種架構(gòu)，也特別適合在大量出貨的領(lǐng)域。移動設(shè)備、客廳設(shè)備、數(shù)碼相機(jī)，這些都是我們做得非常好的地方。這幾個領(lǐng)域四大廠商中的三位，十大廠商中的六個都是我們的客戶。

我們主要是在DPP方面擁有很強(qiáng)的知識積累，但同樣的影響也已經(jīng)開始在云計(jì)算上面出現(xiàn)。當(dāng)然，現(xiàn)在云計(jì)算的變化還比較慢，部分原因是它并非對功耗如 此敏感，但我認(rèn)為整體上還是會有影響的。
 
6、您會在很多其他領(lǐng)域譬如數(shù)字電視和有線通信，使用這種結(jié)構(gòu)？
Chris Rowen ：當(dāng)然。那些可以為不同應(yīng)用優(yōu)化處理器的架構(gòu)是很重要的。而且我們也發(fā)現(xiàn)，即使在一個新的水平，很多需求也是 相似的。因此同樣的Hi-Fi工具，同樣的音頻DSP，即可部署在世界最好的智能手機(jī)上，也同樣可以部署在最好的數(shù)字電視、藍(lán)光（Blue Ray）影碟機(jī)上。因?yàn)樗欠浅Ｐ《斓摹＿@方面的要求是相同的。

同樣，如果你看下Altas LTE的內(nèi)部架構(gòu)，其主要構(gòu)造模塊BBE16或許是世界上最快的DSP核。而它同樣也在數(shù)字電視解調(diào)子系統(tǒng)中使用。同樣再一次因?yàn)樗目焖佟⒁拙幊?，以?節(jié)約功耗。所以，我們可以看到在手機(jī)和客廳之間，在這兩個媒體處理器和基帶處理器之間，都有著共同的需求。
 
7、我看到您說，芯片的整合將集中在射頻、存儲和數(shù)字電路。那么您覺得它們?nèi)哌€有可能合并成一個嗎？
Chris Rowen ：嗯。如果你從半導(dǎo)體工藝（Semiconductor Process）技術(shù)的角度來看，我認(rèn)為在晶體管和器件優(yōu)化的層面將會有些事情發(fā)生。因此在某些情況下，你可以作出權(quán)衡。特別是，我們正與很多客戶一起工 作，以簡化射頻電路。通過盡量多的數(shù)字處理器，你可以部分程度地脫離射頻和數(shù)字間的邊界。由于相比射頻而言，數(shù)字會有更加陡峭的生產(chǎn)成本曲線（Cost Production Curve），我們也就有更大的動力去做。因此，我們會越來越依賴于數(shù)字方面的有效解決方案。

同樣的事情發(fā)生在存儲器。人們偶爾也會使它們結(jié)合在一起，但不是一個簡單的組合，內(nèi)存的加工設(shè)備（Fabrication Facility）與一般的優(yōu)化有所不同。所以我相信，多芯片封裝（Multi-Chip Packaging）將越來越重要。尤其當(dāng)你將芯片組（Die）一塊又一塊摞起來的時候。所以，你可以在數(shù)字芯片組上面摞存儲芯片組，然后上面再摞射頻芯 片組。這有可能在成本上是最劃算的。然后也可能有一種折衷的工藝技術(shù)，把它們所有三個都放在一塊硅片上。這取決于你的應(yīng)用程序，比如需要一些存儲單元，又 或者需要一些射頻的單元。

但最終，我想我們還會堅(jiān)持三套不同的加工工藝，然后依靠封裝技術(shù)來整合在一起。不過這并不意味著，只要你能想辦法把它們?nèi)齻€捏一塊兒，你就得到一個 系統(tǒng)（System）了。因?yàn)檫€有物理屬性的要求，比如要多加塊電池什么的。但總的來說你要知道，物理尺寸是會越來越小了。
但你要知道還有個巨大的挑戰(zhàn)，就是人們的手指不能變小，眼睛也不能變小。 （EEtrend：尤其是男生，哈哈?。Γ运^得到“小尺寸”的設(shè)備，我們還是有實(shí)際限制的。我們在元器件層面的小，其實(shí)是對應(yīng)于我們自己可以接受 多小的屏幕和按鈕。所以說到最后，這事兒還是更和成本相關(guān)。

8、在書里您還預(yù)測了FPGA的未來。而幾天之前，Xilinx宣布嵌入ARM 的Cortex A9核。您覺得這是否是一種新趨勢？是否與Tensilica的 DPU形成競爭呢？

Chris Rowen ：其實(shí)……并沒啥。我的意思是這種往處理器里一股腦嵌入FPGA的活兒，大概已經(jīng)折騰了快10年了。 Altera宣布他們與ARM互相嵌的時候，讓我想想啊，也是8年前了吧？ （Larry：沒錯?。?

所以，這就跟任何一個系統(tǒng)想要找塊芯片，或者三塊芯片一塊兒呆著，沒啥區(qū)別。當(dāng)然，偶爾你也會碰巧搞出一塊啥都囊括了的數(shù)字芯片。話說回來，F(xiàn)PGA兄弟們有一個根本性的挑戰(zhàn)，那就是FPGA的通用性非常高，可以做的事兒也賊多。但禍福相倚，要是讓它專注做一件事的話，也就不是那么有效率 了。所以，如果你想真正有效地利用處理器，我估計(jì)你情愿在處理器里隨便嵌一個稍微穩(wěn)定點(diǎn)的東西，而不是FPGA。

我認(rèn)為這是非常自然的一步。Xlinx以前也搭過Power PC，對吧？這其實(shí)是一碼事。它壓根沒有改變?nèi)魏卧械募軜?gòu)，也沒有在CPU和FPGA的功能之間取得任何邏輯上的合并（Merge）。部分是因?yàn)樗麄儧] 有任何合并的工具軟件模式。
當(dāng)然，F(xiàn)PGA是很容易配置的，而且價格也便宜。因此，他們占據(jù)了一部分的市場，尤其是那些量低而開發(fā)成本又低的。因此，我們在市面上看到大量的 FPGA設(shè)計(jì)。但是基于FPGA的設(shè)計(jì)總量是很小的。它其實(shí)是一個利基（Niche）市場。極端地說，即便有很多工程師在使用它，但幾乎所有都是低產(chǎn)量 的。

所以我的意思是，F(xiàn)PGA很重要，但不是Tensilica公司關(guān)注的。我們專注于高產(chǎn)量，并且?guī)椭切┰噲D在設(shè)計(jì)上節(jié)約幾納米硅片的兄弟 們。（EEtrend：完全兩個不同的群體咯？）是啊，他們離得是遠(yuǎn)了點(diǎn)兒。當(dāng)然他們偶爾也會重疊。譬如基站。以前有很多基站是采用Altera的儲存方 案的。挺重的。慢慢地我們看到越來越多因?yàn)槿萘?、成本和功耗的要求，從FPGA轉(zhuǎn)向了更加高集成度的芯片解決方案。

9、我在IEEE的設(shè)計(jì)與測試（Design & Test）上看到一篇您的談話。您說，如果我們想要進(jìn)入嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)的大規(guī)模并行領(lǐng)域，可配置的多核處理器SoC就有一些問題必須得到解決。幾年前，您 還提到過，Intel最大的問題是怎樣為通用計(jì)算應(yīng)用配置多核處理器。您現(xiàn)在還覺得多核處理器遭遇困境嗎？

Chris Rowen ：這個……其實(shí)是分開的兩碼事。對于多核應(yīng)用層面而言，確實(shí)存在著重大考驗(yàn)。就是如何找到足夠多的線程 （Thread）來運(yùn)行。但它不是Intel單獨(dú)遇到的問題。這是一個涉及到應(yīng)用程序是如何被調(diào)用，以及在當(dāng)下如此小型的設(shè)備上如何架構(gòu)的問題。即便打開 我自己的筆記本電腦，當(dāng)我想看看到底有多少個線程準(zhǔn)備在跑，它基本上都是很少的。通常情況下，操作系統(tǒng)、用戶界面和應(yīng)用程序開發(fā)等等所調(diào)用的方式，都完全 沒有最大化利用線程的數(shù)量。

所以，我認(rèn)為你在基本的架構(gòu)層面可以做的，就是提供更多的線程運(yùn)行，并且充分地利用到并行。當(dāng)然在應(yīng)用層面也會有很多層級限制。你知道現(xiàn)在很方便就 去搞個四核八核十六核的，但是在PC這一端，相對于服務(wù)器，只有相對較少的條件可以讓我們找到這些線程。于是一大現(xiàn)象便是操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序的逐步重組 （Restructuring）。

另一個同樣重要的現(xiàn)象是，確定哪些任務(wù)可以被放進(jìn)數(shù)據(jù)層（Data Plane）。讓我們來想想哪些東西通常是可以被放進(jìn)數(shù)據(jù)處理器的，譬如在無線信道這類的通訊子系統(tǒng)，譬如存儲系統(tǒng)，比如你怎么分發(fā)數(shù)據(jù)，或者你知道的， 安全冗余，也可能是針對壓縮流（Packing Stream）的特殊網(wǎng)絡(luò)處理器，它可以是視頻也可以是音頻。這些東西其實(shí)是更本質(zhì)（Inherently）的并行處理。
所以吧，我覺得這里有兩種并行重組。其一是所謂的，去各地兒找更多的線程應(yīng)用。另一種是為了維持整體系統(tǒng)中卸載（Off Loading）并行部分的最大值，并讓之進(jìn)入數(shù)據(jù)層。實(shí)際上我認(rèn)為，在數(shù)據(jù)層提取并行是更容易操作的。因此，在數(shù)據(jù)層有效使用多核的數(shù)量，遠(yuǎn)大于單單在 應(yīng)用層面使用的多核。這也就是為啥我們認(rèn)為自己正走在康莊大道上。關(guān)注于數(shù)據(jù)層，可以使我們在多核方面的成長速度大大超過那些只盯著應(yīng)用層面的兄弟。

10、所以在手機(jī)上就不是個問題咯？
Chris Rowen ：恩可以這么說。這變得相當(dāng)容易，讓我們舉一個LTE基帶（Baseband）的例子吧。我們的Atlas平 臺可以弄出七或八核，取決于你想怎么用。DoCoMo和他的合作伙伴，NEC、富士通以及松下，已經(jīng)宣布并且詳細(xì)描述了他們LTE基帶架構(gòu)。第一代是8到 10核。另一個叫做Blue Wonder Communication的合作伙伴也推出了他們的8至10核的LTE基帶。因此，現(xiàn)在就有三種不同的LTE基帶，而這三種都使用了約8個核。在這個層 面上是可以有大量的并行解決方案的。

再看看下一代的LTE，大概有六點(diǎn)性能方面的因素需要考慮。其中一些是單核怎樣可以更快，但更大部分和多核有關(guān)。所以我們很容易找到那些有效應(yīng)用而 20核甚至更多核于單一功能譬如基帶的案例。和那些圍觀應(yīng)用處理器的哥們比起來，他們?nèi)绻杏X好，就整兩個核玩玩；如果還很爽，那就再整四個。我覺得在數(shù)據(jù)層和應(yīng)用層上，多核是有完全不同的機(jī)會的。（E：太清楚了！）
11、時間不早了，最后一個問題吧。您當(dāng)年在斯坦福參與奠基了RISC 架構(gòu)，后來也曾是MIPS的共同創(chuàng)始人。那么，請問您如何看待RISC架構(gòu)的未來？依舊是ARM和MIPS之間的戰(zhàn)爭，抑或會發(fā)生一些新的大事件？

Chris Rowen ：這個……在科學(xué)上，理想架構(gòu)已經(jīng)完全改變了。這場關(guān)于CISC和RISC架構(gòu)的爭論，其實(shí)就是通用 （General Purpose）架構(gòu)甲跟通用架構(gòu)乙之間的競爭罷了。RISC贏得了一職半銜，是因?yàn)樵谀硞€特定時期內(nèi)它手下有好幾十項(xiàng)半導(dǎo)體技術(shù)。但在這場戰(zhàn)爭中，摩爾 定律一下給出了這么多的晶體管，以至于你隨便搞個簡單的解碼或者流水線，都能奢侈地愛用多少就用多少。沒人管。所以一個RISC解碼器可能要一萬門，而 CISC解碼器需要五萬門。其實(shí)也差不多了多少。
不過我覺得除了通用架構(gòu)之間互掐以外，還有一場更加深遠(yuǎn)的革命。我們現(xiàn)在來比較通用架構(gòu)和一大家子的特殊用途（Special Purpose）架構(gòu)，怎么樣？幾乎任何時候你都可以說，如果一個產(chǎn)品是圍繞某種特定的需求來設(shè)計(jì)，那么特殊用途架構(gòu)鐵定勝出。 RISC扁了CISC一段時間，因?yàn)樗男矢叱?倍以上。那么為具體應(yīng)用特殊定制的架構(gòu)，就比所有通用架構(gòu)都高效5至10倍以上了。
因此，這個世界不能再簡單分成我的通用架構(gòu)，和你的通用架構(gòu)。當(dāng)然對于那些非常分散（Defused）并且普適（Generic）的應(yīng)用程序，就好 比在筆記本上用的那些，我們還是需要通用架構(gòu)的。因?yàn)橐粫耗阋匆曨l，一會兒又要運(yùn)行Word或（E：打游戲），對，或者Excel工作表。這是非常多 樣的。所以你需要一個德智體全面發(fā)展的處理器。不能太特別。

但總之，你不得不面對一個世界，那里有各種各樣不同的任務(wù)，而每樣任務(wù)都是獨(dú)特的。而且更為重要的是，當(dāng)你因?yàn)槟柖啥谛酒霞傻钠舷到y(tǒng)越多，你越會發(fā)覺有足夠多的處理器適用于各種特定的應(yīng)用子系統(tǒng)。

因此對于我來說，計(jì)算的未來不是產(chǎn)生新的通用架構(gòu)，而是特殊用途架構(gòu)的集合。譬如一個音頻子系統(tǒng)、視頻子系統(tǒng)，一個基帶子系統(tǒng)、存儲子系統(tǒng)，哦對， 還有應(yīng)用處理器子系統(tǒng)。其中只有一個需要通用的結(jié)構(gòu)（Construction），其他里面都將是特殊的架構(gòu)。在科學(xué)上，摩爾定律帶來多核，多核又將帶來 特殊架構(gòu)的解決方案。異型多核（Heterogenic Multi-Core）就是一種新架構(gòu)。而且我覺得會成為主流。Intel、ARM、MIPS這些公司當(dāng)然還會有很大的市場，但只限于應(yīng)用處理器領(lǐng)域。其 實(shí)在科學(xué)上，通用目的（General Purpose）最終就會變成某一個特殊目的（Specific Purpose）。（E：這真的很有趣。謝謝您！）

Chris Rowen ：歡迎。你們的問題都蠻好玩的。