另一条摩尔定律

芯片巨头的多核竞赛如火如荼，而摩尔定律在多核时代也获得了新生。

来看看1997年美国Sandia国家实验室的这项杰作吧：为了得到一台具有万亿次浮点运算能力的ASCI Red超级计算机，他们采购了1万个英特尔奔腾Pro处理器，整个系统占地大约2500平方米，功耗为500千瓦。

这样的庞然大物真是令人叹为观止，不过，仅仅在10年之后，这台超级计算机有可能会沦为一堆废铁。日前，英特尔了一款微型芯片，在这块面积为275平方毫米的芯片上，密密麻麻排列了80个处理内核，“这款指甲盖大小的芯片就可以达到每秒1万亿次计算的性能。”英特尔（中国）研究中心总经理杜江凌说，“而在以3.16GHz时钟频率工作时，其功耗只有62瓦，相当于一个电灯泡。”

这款80核处理器的设计颇为巧妙。英特尔透露，80核芯片的一大显著特征就是创新性地使用了“瓷砖片”设计（tile design），80个内核像瓷砖片一样重复地平铺开来，这样就比较容易设计出包含更多内核的芯片。不仅晶体管的数量将继续按照摩尔定律以每18个月翻一番的速度递增，并行计算能力也在不相应增加功耗的情况下实现了性能提升。杜江凌乐观预计，随着芯片工艺的提高和价格下滑，80核芯片未来甚至有可能应用到手机上。

这也意味着，摩尔定律在多核时代获得了新生。在过去，摩尔定律体现在处理器的时钟频率不断提升上，但这一方式遇到了瓶颈，“功率和散热要求已经超过更快的时钟频率所带来的优势了。因此我们亟需提高芯片上内核的效率和数量，而不是时钟频率。”杜江凌说。于是，从单核到双核，再到四核，英特尔和AMD开辟了新的战场进行交锋。

需要指出的是，芯片的内核数量并非是越多越好，这一点已经得到了英特尔和AMD技术精英们的承认。“英特尔无意进行多核竞赛。衡量一款CPU的性能并不是取决于它拥有多少核心，关键是其中的高速互联，以及对能源进行精确管理。”杜江凌说，“这跟原来的增加主频的时代是完全不同的，另外光增加核的数量也并不能带来性能的相应提升，而是要通过方方面面的努力才能够使得它的性能不断增加。”

英特尔80核处理器的设计体现了这一点，本来按照“瓷砖片”设计思路，一个芯片上可以集成60、80甚至100个处理单元，但是英特尔发现要实现万亿次浮点运算，80个内核是最经济的数量，可以最有效地占用芯片面积。

另一路多核奇兵也踏上了征程。就在英特尔的80核芯片刚刚推出之后不久，AMD公司也了万亿次计算的单系统平台。和英特尔不同的是，AMD的万亿次计算并非将多个内核集成在了一个芯片单元上，而是用AMD双核Opteron处理器搭配2个流处理器实现的。

这种不同处理器的搭配体现了AMD的另一种多核发展思路。AMD意识到同英特尔展开以数量取胜的多核竞赛是不明智的，因此AMD提出了APU（加速处理器，Accelerated Processing Units）的概念。未来，AMD不光要整合CPU、GPU，甚至有可能将音视频解码等芯片集成进来。

究竟两种多核化路线孰优孰劣，暂时没有定论。不过，对于最终消费者来说，这个疑问似乎并不重要，多核技术带来的应用价值才是最值得关注的。大胆设想一下，5年到10年之后，人人桌面上都摆了一台万亿次的超级计算机，这是怎样的情形？