IDF的思考:加速摩爾定律邁入22nm時代
泡泡網CPU頻道9月29日 全球矚目的英特爾科技論壇(IDF)日前在美國舊金山舉行；在論壇中，英特爾高層表示，在該公司32和22nm米制程技術優勢下，摩爾定律仍將持續引領“創新和整合”的廣度和速度。
英特爾宣示，未來的Intel凌動(Atom)、酷睿(Core)和Xeon處理器以及系統單芯片(SoC)產品將使計算機變得更小、更具智能、功能更強，在使用上也更加便利。例如英特爾目前正在推動多項創新，其中之一就是首度將繪圖功能整合至部分未來芯片產品之中。
前瞻：新一代處理器Westmere和SandyBridge
在英特爾科技論壇主題演說中，該公司執行副總裁暨架構事業群總經理馬宏升展示了以Westmere為基礎的個人計算機，其在日常一般作業，像是上網并同時開啟多個窗口時，可大幅提升響應速度。
此外，Westmere是英特爾首款32nm處理器，也是第一款將繪圖芯片整合至處理器封裝內的英特爾芯片，具有歷史性的重大意義。除了支持IntelTurboBoost技術和Intel超執行緒技術(Hyper-ThreadingTechnology)外，Westmere還加入新進階加密標準(AES)指令，讓加密和解密速度更快。Westmere的開發正按進度進行，工廠已開始制造晶圓，預計今年第四季量產。
在Westmere之后，英特爾的芯片整合將延續至代號為“SandyBridge”的32nm處理器。該處理器將英特爾第六代繪圖核心整合至處理器核心晶粒中，或是成為處理器核心的一部份，其將包括對浮點、視訊和常見于多媒體應用程序中的處理器密集應用軟件等加速功能。馬宏升展示在以SandyBridge為基礎的系統上執行視訊和3-D軟件，雖然該產品系列尚處于早期開發階段，但發展穩健順利。
前瞻：新一代處理器協同處理器Larrabee
馬宏升并展示以“Larrabee”架構為基礎的初期芯片。“Larrabee”是一系列未來以繪圖功能為中心的協同處理器(co-processors)的代號。他也證實了主要開發業者已收到開發用的系統。
Larrabee系列的首款產品將于明年問世，它具有英特爾架構的可程序化能力，并大幅延伸其平行運算能力。這種高彈性的可程序化功能加上運用既有開發者、軟件和設計工具的能力，讓程序設計人員完全發揮可程序化渲染的優點，更容易執行各種3-D繪圖管線，如點陣化、立體渲染或光跡追蹤。
透過這些功能的組合，使用者未來即能在內建以英特爾技術為基礎、并內含Larrabee的個人計算機，體驗到較好的視覺經驗。馬宏升接著展示在內含Larrabee和英特爾新一代游戲玩家處理器(代號Gulftown，并將采用Core品牌)的平臺上執行“雷神之戰”游戲中的即時光跡追蹤功能。
雖然Larrabee芯片初期會以獨立顯示卡的形式推出，但Larrabee架構最終將會與其它許多技術一并整合至處理器之中。
前瞻：新一代服務器處理器Westmere-EP
馬宏升也向觀眾預覽代號為Westmere-EP的英特爾新一代智能型服務器處理器，以及英特爾透過Xeon和Itanium處理器系列展現對高端服務器市場的承諾。馬宏升討論相較于上一代產品，即將問世的四路服務器“Nehalem-EX”處理器將提供前所未有的效能提升，其幅度甚至超越現有二路服務器處理器IntelXeon5500系列和英特爾上一代芯片之間的差異。
馬宏升闡述了資料中心的運算、網絡和儲存系統的整合，分享英特爾的愿景──以Intel10GbE解決方案驅動整合資料中心輸入/輸出架構。英特爾也與其它業界領袖合作，提供非常好的化平臺、系統、技術和解決方案，響應網際網絡和云端運算服務趨勢對“超大規模”資料中心環境的需求。
馬宏升也公布新型超低電壓IntelXeon3000系列處理器，其TDP(ThermalDesignPower)僅有30瓦。配合多種針對密度和耗電非常好的化的平臺產品，英特爾首度公開展示單路處理器“微服務器”的參考系統，它將有助于驅動微服務器創新和發展未來規格。
馬宏升并描述日前公布的“JasperForest”系列嵌入式處理器，指出這代表英特爾將廣受歡迎的Nehalem微架構延伸到新市場的范例。JasperForest將于明年初問世，并專門針對儲存、通訊、軍事和航天應用程序設計，將提供全新層次的整合功能，可替這些高密度環境節約寶貴的空間和耗電量。
最后，馬宏升宣布使用IntelvPro技術的新個人計算機管理工具。利用這項稱為KeyboardVideoMouse(KVM)遠程遙控切換器，讓資管人員能以如同親臨現場實際所見的方式從遠程調查使用者碰到的問題，以達到提升診斷速度、減少現場調查次數，并能節約成本的目標。
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展望：邁向22nm工藝時代/芯片內含近30億個晶體管
在IDF主題演說中，英特爾資深副總裁暨技術暨制造事業群總經理BobBaker強調英特爾對摩爾定律堅持不懈的追求，以及該定律帶給個人計算機使用者的益處，并進一步詳細說明英特爾的22nm制程技術的里程碑。
Intel展示22nm晶圓樣品
英特爾是首家展示可運作的22nmSRAM和邏輯測試線路的公司。此一具備3億6400萬位的SRAM數組包括體積僅0.092平方微米的SRAM單元與29億個晶體管。這是目前已發布的可運作電路中最小的SRAM單元。
該22nm測試芯片代表第三代high-k金屬閘極技術的結晶，英特爾2年前于45nm制程引進該技術。英特爾目前仍是唯一將該高能源效率和高效能技術量產的公司，45nm處理器出貨量至今已超過2億顆。
英特爾于兩年前展示了32nm制程的可運作測試芯片電路，此次則展示第三代high-k金屬閘極晶體管，也驗證了摩爾定律持續進步，超越專家先前預測的延展極限。英特爾22nm技術的其它重點摘要如下：
˙在處理器和其它邏輯芯片以特定制程進行量產前，SRAM被運用做為測試工具(testvehicles)，以展現技術效能、制程良率和芯片可靠度。
˙英特爾已全面進入22nm技術開發狀態，并將依時程將該公司的“tick-tock”model(鐘擺發展模式)延伸到下一世代。
˙22nm測試芯片電路中包括了在22nm微處理器上將使用的SRAM內存和邏輯線路。
˙在SRAM數組當中運作的SRAM單元面積僅有0.108和0.092平方微米，此數組共計有3億6400萬位的容量。0.108平方微米的SRAM單元可為低電壓運作進行優化。而0.092平方微米的單元則可為高密度的運作進行優化，它是目前公開的可運作芯片電路中最小的單一SRAM單元。
˙測試芯片內包含29億個晶體管，密度約為32nm世代的兩倍，但面積僅有指甲般大小。
˙22nm面積的呈現工具乃采用193nm波長光線，此為英特爾微影工程師創意的非常好的實證。
˙22nm技術延續摩爾定律的承諾：晶體管更小、每瓦效能更高，以及每個晶體管成本更低。
英特爾其它在制造技術方面的發表重點還包括：
˙麻省理工學院(MIT)電機工程教授JesusDelAlamo論及化合物半導體(compoundsemiconductor)的潛力，特別是將三五族(III-V)材料運用在未來邏輯制程中。他指出，以三五族材料為基礎的半導體速度可大幅超過現有硅半導體，并將操作電壓減半（有大幅降低耗電的潛力）。雖然他提醒后續仍將面臨重大挑戰，但也指出全球各地愈來愈多的社群都試圖克服這些問題，進展也十分快速。
˙32nm系統單芯片(SoC)：英特爾首度研發全功能SoC制程技術，和處理器專用技術相輔相成。此版本提供豐富的功能給手機、移動聯網裝置(MID)和嵌入式產品等應用；它也提供這些市場所需要的更廣的效能和功耗范圍。
˙以NAND將平臺效能非常好的化：英特爾固態硬盤(SSD)可在既有平臺和軟件上提供較好效能。英特爾資深研究院士暨儲存技術事業群總監RickCoulson討論英特爾針對未來如何強化其固態硬盤，以及固態硬盤和平臺的共同非常好的化的研究，以催生更佳效能、更低成本和更低耗電。
˙制造能力：英特爾已大幅改善其供應鏈，將生產時程減少了62%。針對客戶修改訂單需求的響應能力--更正面而迅速--目前已提升3倍(300%)。在過去12個月間，從客戶下單到交貨的所需時間則縮短了25%。
透過在制程技術上的持續領導地位，英特爾得以創新并將新特色與功能整合至處理器之內。英特爾的32nm制程現已獲得認證，工廠已開始制造Westmere處理器晶圓，并預計于今年第四季量產。
推進至32nm制程后，英特爾隨即將推出新一代微架構SandyBridge。透過該微架構，第六代的繪圖核心與處理器核心將整合至同一芯片上，并將包括AVX指令，支持浮點、媒體和處理器密集應用軟件。
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拓展：以Atom為基礎的嵌入式解決方案
英特爾Atom開發者計劃(IntelAtomDeveloperProgram)為獨立軟件供貨商(ISV)和軟件開發業者提供了架構，可針對隨身型易網機和其它以Atom處理器為基礎的產品制作和銷售應用程序。為了提供更多的跨平臺應用程序，該計劃將支持多種操作系統和執行時間環境(run-timeenvironment)。
執行時間環境讓開發業者以單一程序代碼為基礎，不需大幅改寫程序即能支持各種裝置平臺，可降低成本和縮短上市時間。英特爾正與隨身型易網機(netbook)OEM伙伴，如宏碁和華碩等合作，建立起銷售已獲認證之應用程序的應用商店(applicationstorefronts)。
Atom是Intel未來3D TV的秘密武器
在嵌入式市場方面，Atom處理器正將先進技術帶入新領域，從醫院病患監控、航天電子到音響系統均包含在內。英特爾的嵌入式Atom設計開發機型已達460種，其中包括了HarmanInternationalIndustries的設計。
HarmanInternational公司提供了多種音響和車用信息娛樂產品，日前宣布以Atom核心為基礎的新型車用電子裝置，可支持完整的上網功能、3-D導航、鮮明繪圖和高速無線連結能力。■
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