英特爾超異構(gòu)計(jì)算模型能為摩爾定律續(xù)命多久？

數(shù)據(jù)就是“石油”，但是沒有煉油設(shè)備就是石油也就沒那么值錢。有了熱裂解工藝之后，汽車工業(yè)才迎來了飛速發(fā)展。數(shù)據(jù)石油需要的是強(qiáng)大的算力來進(jìn)行“提純”，在這個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)上，物聯(lián)網(wǎng)等大潮催生了指數(shù)級增長的數(shù)據(jù)，但是算力提升眾所周知面臨了摩爾定律失效的尷尬。這時(shí)候英特爾提出了超異構(gòu)計(jì)算的模型，能夠滿足現(xiàn)在所需的算力需求?能為摩爾定律續(xù)命多久?

英特爾昨日在北京召開了年度媒體紛享會，英特爾公司全球副總裁兼中國區(qū)總裁楊旭，英特爾中國研究院院長宋繼強(qiáng)以及英特爾公司市場營銷集團(tuán)副總裁兼中國區(qū)總經(jīng)理王銳，分別就英特爾的新格局、英特爾全新技術(shù)和英特爾推動(dòng)行業(yè)革新案例進(jìn)行了分享。

“這是英特爾歷史上最成功的轉(zhuǎn)型”

英特爾正在從以晶圓管為中心到以數(shù)據(jù)為中心的轉(zhuǎn)型，楊旭表示，這是英特爾最成功的轉(zhuǎn)型。目前英特爾連續(xù)三年的營收創(chuàng)造了新高，以數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)占比近半。去年的數(shù)據(jù)中心的銷售額是708億美元，但全球整個(gè)數(shù)據(jù)中心的市場規(guī)模大概在3000億美元，所以楊旭先生表示，英特爾仍然將持續(xù)發(fā)力，進(jìn)行數(shù)據(jù)中心市場的擴(kuò)張。

超異構(gòu)滿足多元化未來計(jì)算需求

宋繼強(qiáng)院長表示，借助于全新封裝技術(shù)和新型處理架構(gòu)，摩爾定律的經(jīng)濟(jì)效益將繼續(xù)存在。“英特爾提出了六個(gè)不同的技術(shù)支柱來應(yīng)對未來數(shù)據(jù)的多樣化、數(shù)據(jù)量的爆發(fā)式增長，還有處理方式的多樣性。這六大技術(shù)支柱就是制程和封裝、架構(gòu)、內(nèi)存和存儲、互連、安全、軟件，它們是互相相關(guān)、緊密耦合。”

宋院長展示了一種叫做Foveros的制程工藝，這種3D封裝技術(shù)將邏輯芯片和邏輯芯片連在了一起，實(shí)現(xiàn)一種芯片的堆疊。在今年的CES上，英特爾也介紹了使用3D Foveros的Lakefield芯片，這是一種大小核的芯片，同時(shí)疊加了DRAM、IO等很多不同的小芯片。據(jù)悉此芯片上既有14nm的工藝，也有10nm的工藝，因?yàn)楹芏郔O modem的芯片已經(jīng)在14nm上有非常成熟的工藝，而在10nm上還沒有任何驗(yàn)證，從時(shí)間和成本上考量，目前將10nm的高性能計(jì)算核心和14nm的其它芯片，通過Foveros技術(shù)封裝在一起，是英特爾最聰明的做法。

據(jù)宋院長介紹，摩爾定律有過兩次撞墻，第一次是功耗墻：晶體管微縮已經(jīng)放緩，而主頻提升又帶來功耗的問題，這時(shí)候多核協(xié)作的思路撞破了這一堵墻。第二次撞墻是內(nèi)存墻：多核通過一條總線訪問DRAM，內(nèi)存訪問速度和內(nèi)存大小都成為了算力的制約因素。這時(shí)候大家開始在計(jì)算架構(gòu)內(nèi)放入內(nèi)存，開始了架構(gòu)創(chuàng)新的時(shí)代。

而在計(jì)算架構(gòu)內(nèi)的內(nèi)存系統(tǒng)，通常分為三級：CPU內(nèi)的緩存、CPU直接訪問的內(nèi)存和不直接訪問的存儲。這三級之間的速度差很大。這是未來計(jì)算面臨的一個(gè)內(nèi)存系統(tǒng)級的問題。英特爾將內(nèi)存封裝在緩存和DRAM之間，然后在DRAM和存儲之間又插入了三層：數(shù)據(jù)中心級的持久內(nèi)存、固態(tài)盤、和QLC固態(tài)盤。如此一來每一層之間的速度差只有10倍左右，實(shí)現(xiàn)了較為平滑的存儲結(jié)構(gòu)，這對提高未來系統(tǒng)性能非常重要。

英特爾提出了一個(gè)非常宏偉的目標(biāo)——超異構(gòu)計(jì)算模型。在這個(gè)模型里面，不同的架構(gòu)(標(biāo)量、矢量、矩陣和空間)在不同的工藝節(jié)點(diǎn)(14nm、10nm...)，在其之間插入顛覆性的內(nèi)存技術(shù)，通過3D封裝技術(shù)合成一個(gè)芯片。在芯片之上，在進(jìn)行光速互聯(lián)和大規(guī)模部署，提供統(tǒng)一的軟件開發(fā)接口和安全功能。

在Lakefield里面，縱向?qū)盈B，異構(gòu)大小核、Flex內(nèi)存都用上了…人類是否已經(jīng)被逼到黔驢技窮，以后的新的技術(shù)突破點(diǎn)在哪里?在新技術(shù)突破點(diǎn)來臨之前，我們確實(shí)都要準(zhǔn)備好進(jìn)入超異構(gòu)計(jì)算時(shí)代了。