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每秒1万亿次运算 Intel新技术全面曝光

作者: 发布时间:2008-02-25 11:28:29 来源:中关村在线 评论: 阅读:
  Intel最近在美国旧金山举行的国际固态电路会议(ISSCC)上发布了15篇技术论文,其中除了无线移动主题内容外,Intel还披露了更多的在处理器领域的重要信息。

    这其中包括了万亿级Terascale计划、实现可超过每秒一万亿次运算的TeraFLOPS的日常处理能力方面的进展等等。有关45nm制造工艺的问题自然也是少不了,Intel就有关45纳米高-K栅介质+金属栅极制造工艺的更多细节向与会者进行了阐述。另外,首个集成20亿个晶体管的芯片,代号为“Tukwila”的下一代Intel安腾处理器,也在说明之列。更为重要的一点,Intel公司表示,目前正在相变存储器方面研究,未来将成立一家名为“Numonyx”的公司。

○ 第一代专属移动处理器

    Intel披露了有关其新型低功耗IA微架构的细节,该微架构是采用45纳米高-K栅介质+金属栅极制造工艺Silverthorne处理器的基础,这种处理器专门针对第一代移动互联网设备。

 该微架构将与Core™ 2 Duo指令集完全兼容,基于双码、双发射的按序执行并拥有16级流水线。该微架构还将采用划时代的功耗管理技术,如Deep Power Down (C6)状态、无网格时钟分配、针对功耗优化的寄存器组、时钟门控、CMOS总线模式和分割式IO电源,可大幅度降低动态和泄漏功耗。

○ 首个集成20亿个晶体管处理器诞生

Intel着重介绍了世界首个集成20亿个晶体管的微处理器——代号为“Tukwila”的4核安腾处理器。Tukwila展示了30MB的总体片上缓存,比目前的产品高出10%。新型高速QuickPath互连技术、双集成内存控制器与先进的互连RAS相结合。该4核安腾处理器拥有更高的带宽和更大的缓存,可让其性能比目前Intel安腾9100系列处理器提高一倍。

    Tukwila第一版预计于今年底前面世。

○ 万亿级计算相关技术

    万亿级计算(Tera-scale)技术是英特尔对未来平台的一种愿景,其中几十个到几百个处理器核心共享与存储器、其它CPU插槽和外设的连接。为支持新兴的数据密集型应用,I/O带宽必需扩展到超过100Gbps,这意味着每个通道必需超过10Gbps。提升I/O通道速度要求精确的时钟来为传输和接收数据计时,这会消耗大量功率,从而需要更大的空间来容纳过滤元件以及复杂的电路用于减轻噪音干扰。
一款采用新型技术的45纳米试验芯片利用转发时钟信号(通过和数据不同的通道传输的时钟)为接收器的数据计时,且只需要更少、更简单的电路。

○ 性能不变 功耗降低33%

    为实现万亿级计算级的性能,处理器必须极其高效,并且能最大限度地提高其性能功率比。由于目前的处理器架构无法容许任何电路级时序错误,处理器的性能和能源效率受到极大制约。尽管这种错误可能只是暂时的并且十分罕见,为确保处理器正确运行,最大速度必需被降低,最低电压也必需被提高到被称为“防护带(guard band)”的范围内。

    英特尔的研究人员展示了一款测试芯片,它配备的弹性电路(resilient circuit)可检测并纠正时序错误,因而无须“防护带”。该芯片的测试结果显示,这是迄今为止公布的能耗最低、最快的错误检测时序电路。这些技术可为未来的处理器带来类似的好处。该测试芯片表明这些电路可实现:通过对芯片进行“超频”,使性能提高达32%(电压保持不变);通过降低电压,使能耗降低达33%(性能保持不变);通过同时改变二者的设置,同时提高性能并降低能耗。

○ 专用高清视频处理单元

    为了向高性能和超便携式应用提供最佳性能功率比,未来芯片的部分晶体管可能专门用于加速诸如高清视频处理等常用的任务。这种加速器是针对特定任务的,但却能将性能功率比提高5至10倍。

○ 业界领先的制造工艺

关键词:45nm、高-K金属栅极、应变硅、9层铜互连层、193纳米干法刻蚀,100%无铅封装;

    Intel实现了世界上首项采用高-K栅介质+金属栅极晶体管的加工技术。该新型栅极堆栈与增强型第三代应变硅相结合,可生产能达到迄今公布的最高驱动电流的n型金属氧化物半导体(NMOS)和p型金属氧化物半导体(PMOS)晶体管。逻辑栅极延迟与65纳米制程逻辑栅极延迟相比改善20%以上。该技术已生产了多种功能微处理器,并且已经用于大批量生产中。Intel近期推出了其基于高-K金属栅极晶体管技术的首批微处理器

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