未来的CPU什么样？（之二）

在先进制造工艺的基础上，英特尔还将在未来的CPU上采用更加“精细”和智能的电源管理技术，它可根据应用软件对于CPU性能的需求，灵活、精确地动态调整其功耗。在去年展示的80核CPU原型产品上，英特尔就展示了这种技术的应用效果：它不但能让这个CPU中的任意一个内核处于体眠或激活状态，还能让每个内核中的运算引擎、缓存等21个可休眠区域独立休眠或激活。

 

从目前的CPU设计角度来看，能同步做到运算性能提升和功耗降低似乎已是相当不易。但对于未来的CPU来说，这些只是基本要求，CPU制造商们面临的更具挑战性的工作是要把电脑中其他重要芯片全部集成到CPU中，或是为CPU设计拥有这些芯片功能的处理单元，以取代它们。

 

谈到这一技术趋势，人们最熟悉的当属CPU与GPU的融合，这种融合可以让CPU与GPU实现更好的互动和协作。英特尔和业内其他厂商都已提出了相关的产品开发计划，英特尔将于明年发布的基于Nehalem微架构、面向主流台式机和笔记本电脑的CPU很有可能是个人电脑业界首批实现这一技术梦想的CPU产品。据悉，它们集成的GPU在性能上将比英特尔目前最新的集成型绘图芯片高10倍。而随着英特尔“可视计算”研究项目的进展，如Larrabee架构向量处理单元（VPU）及其后续产品的推出，英特尔未来的CPU还将集成性能更为出色，能为用户提供栩栩如生的游戏、高效3D图形处理、高清视频和音频体验的多媒体专用处理单元。

 

与在CPU中集成GPU相比，在CPU中集成内存这一研究项目更能充分凸显英特尔在未来CPU技术研发上的前瞻性。众所周知，目前的个人电脑中的性能瓶颈早已不是CPU，而是集中在内存和硬盘等速度较慢的组件上。对于未来的CPU，尤其是万亿级CPU来说，如何破解这些性能瓶颈将是实现电脑整体性能飞升的关键所在。而将内存集成到CPU中，则能最大程度拓宽CPU和内存之间的数据带宽和降低数据传输的延时。英特尔展示的万亿级CPU原型产品已经预留出了连接内存芯片的接口，未来这种CPU正式上市时，将在核心硅片的下方堆叠大容量的高速内存芯片。

 

除了集成GPU/多媒体处理单元和内存外，英特尔技术专家表示，万亿级CPU还有望集成安全加密、网络控制、数字信号处理、I/O处理等特定功能单元，从而淘汰“独立”的安全芯片、网络控制芯片、数字信号处理器和I/O芯片等。而有业内人士预测，在万亿级CPU问世之前的英特尔CPU产品就很有可能会实现这些功能的集成。

 

不难想象，如果上述技术趋势最终全都成真，那么未来的CPU将是一个兼备超高性能、能效和丰富功能的芯片，或许也是未来个人电脑主板上的惟一一颗芯片。它不但可让个人电脑成为每个消费者家中或办公室里的“超级计算机”，还将大大简化个人电脑内部组件的复杂度，并使其外部形态发生质变，如让台式机更加小巧，让笔记本电脑像手持计算设备一样迷你和便于携带。而在应用层面，基于这种CPU的电脑不但可轻松并行运行多个今日堪称“硬件杀手”的软件，还有望让人工智能、高逼真游戏、即时视频通信、多媒体数据挖掘、实时识音识别/控制等如今只能在高端计算机上运行或在科幻小说中看到的应用走入寻常百姓的日常生活。