LSI时代 AMD新CPU架构Bulldozer发展解析

到了2010年，面向PC&服务器CPU将会进入新的发展阶段。关键部位如CPU核心将与现在面向PC的CPU核心相同，如同单个处理器性能已经非常高的通用处理器一样，单线程性能同样也将会缓慢提高。同时处理器功耗也将提升，vector运算能力将会被强化。而通用CPU核心在会在这一代以及下一代处理器上得到应用。

另外在CPU里将会加入特定的处理器以及专用的加速器。对于这些辅助处理器群的指令集，会存在对X86架构兼容性的问题。由于可以灵活使用高性能的辅助处理器以及专用硬件，将可以获得与GPU相同的"容许量处理"能力。

这些性能的提升只有通过对称内存系统的支持，以及内存核心的重叠以及超带宽内存的支持才能够实现。到时候存储器将会被各个处理器所菜用，处理器间通过总线连接。同时周边芯片的功能都会被CPU所整合。

为了能够管理CPU所支持的各种各样的资源以及处理，将会配备控制系统。比如配备可以编辑的用于电力控制的微控制器，这样可以通过实时的电力监测以提供基本的用电需求。

上述内容就是AMD公司为我们所描绘的2010年CPU的样子。总之现在普遍认为2011年推出的“Bulldoze”以及后处理器都将会像前面介绍的那样。也就是说将来的CPU将会有不同的发展方向，CPU将会把各个功能进行合并，这样单个芯片就可以完成PC的大部分功能。如果从半导体的角度来看，是指CPU将会系统LSI化。

AMD公司通过Bulldozer微处理器架构已经在某种程度上显示出了其设想。比如下面的幻灯片是2005年时由Dirk Meyer先生(President & CEO, AMD)进行演讲的展示的。

虽然这个方向与Intel并不完全相同，便是基本上是相似的。不过目前Intel并没有象AMD那样提出系统的设想。AMD公司在技术理念上一直比Intel出色，不过这个设想是有关于所有的PC处理器，因此Intel也将包含在内。起初的设想是由AMD公司的CPU架构设计师Chuck Moore先生(AMD Senior Fellow)在去年(2008年)11月召开了的CPU架构峰会“Micro41”上进行的展示所构成。这个在之前有向大家介绍过,不过Moore先生通过这个幻灯片明确2010年以后的AMD CPU发展方向。这个设想是根据CPU业界发展的大方向相同，因此非常合乎逻辑。

如果在之前报道中所介绍的，AMD的Moore先生表示当前是CPU架构的转换期，已经进入了第3个时代。他表示从1986年到2004年的18年是“单芯片CPU时代(Single-chip CPU Era)”。换一句话说就是单核心处理器时代在这个时期，是在不断得强化单个CPU核心以及单线程处理性能的提高为主。Intel公司的Pentium 4，AMD单核心CoreOpteron/Athlon 64(k8) 都是属于这个时代。而从2004年开始到2010年的这6年里为“多核心处理器时代(Chip Multiprocessor Era)”。换句话就是多核心处理器时代。Moore先生把这个短的过渡期分成三个部分。

首先是多核心CPU时代的初期，比如将相同的CPU核心合并在一起成为多核心CPU。比如Intel公司就推出了这样的产品，如Pentium D(Smithfield)。接下来是多核心CPU的中期，主要专注于HW的可扩展性和竞争性。目前这些问题已经在某种程度上得到了解决，同构 (Homogeneous)多核心CPU以其初级水平系统合并功能获得了发展。

比如AMD从K8到K10，Intel从Core Microarchitecture(Core MA)发展到Nehalem Microarchitecture。Moore先生表示从2010年开始将会进入“系统水平合并时代(System-level Integration Era)”。通过这个可以了解到2011年以后的CPU的样子。就是异构(Heterogeneous)型与通用CPU合并，并加入特定用途处理器和加速器群，然后基于系统水平的功能合并，并拥有高度的资源管理功能，这个就是CPU新的发展方向。其结果就是CPU性能纯粹得提高。

那么什么会使得系统水平合并时代成为可能呢?基本还是由CMOS半导体技术发展所决定。这点还是没有变化。