推倒英特尔？ AMD服务器处理器路线图全面分析

    ZDNetChina服务器站 8月9日服务器处理器分析 AMD规划了“代号暴风雪”的全新产品路线图。但是，如果AMD失败，英特尔新品将会全面称霸。因此，除了要祝愿AMD能顺利实施这份极具杀伤力的路线图之外，我们也该来看看它的竞争力到底有多强。如果说到AMD在实施路线图中会遇到什么困难的话，这些困难很可能主要出现在高端产品上。

    从45纳米的升级到超低K覆硅（ultra-low-K SOI）制程的出现，以及随后近期出现在45纳米和初期32纳米中的高K金属门（high-K metal gate），所有这些产品都可能是和IBM一同研发出来的，但IBM是否会资助AMD来改善这些技术还存有疑问。

    那么，这些新技术能带来什么样的产品？现在已知的有45纳米Shanghai单片四核和Montreal双片八核服务器处理器，另外还有Leo单片桌面入门级处理器，这些处理器每个硅片（die）上都有6MB的三级缓存，预计2008年上市，但这些还只是几份开胃小菜而已。

    AMD如是说：“我们会用Bulldozer（译注：AMD新高端产品的代号“推土机”）把对手推倒！”

    没错，Bulldozer前景很不错——全新处理器内核，还很谦虚地自诩为“史上单线程和多线程应用性能都最快的产品”，吞吐量达到Barcelona处理器内核的1.7倍甚至2倍，每片上最高八个处理器内核，同时共享单独一个多通道内存控制器，另外连接其他芯片用的四个HT 3链接就更不用说了。

    说到单线程应用中的极高速处理器内核，Alpha EV8（或21464）就是一例，它能够在12个执行单元上提供8路超纯量架构乱序派送（8-wide out of order superscalar issue），这样的执行资源非常可观，能够支持单线程、二线程或四线程的多线程处理。另外，当年的Alpha确实可以带来比已经够高速的4路EV6处理器内核高出1.7倍到2倍的IPC。

    当年的Alpha设计师们现在已经没几个还留在AMD了（我这时第一个想到的就是EV6的设计师Dirk Meyer），Bulldozer到底能不能成为x86版的EV8 Alpha呢？AMD如果想实现性能的飞跃，新处理器内核就必须具备更大范围的指令获取及执行能力（integer和FP都包括在内）。更多的寄存器重命名、执行单元，更宽的内部通道——这些都会成为不可或缺的角色，这样一来，和Barcelona处理器内核相比，就会在同样的制程上形成两倍大小的处理器内核逻辑尺寸。

    接下来就得把八个这样的处理器内核全装到一个硅片上——我认为，第一个基于Bulldozer的45纳米制程CPU“Sandtiger”的计划是在2009年末面世（意即2010年出货），它将采用更大的或者是和290平方毫米的Barcelona同样大小的硅片。

    不过，这样做或许还是值得的，毕竟Sandtiger会带来一些很有意思的新东西，像能够提高DDR3容量的G3MX memory extender（G3MX内存扩展器）和IOMMU（输入输出内存管理单元）。现在来看，IOMMU确实有点意思，我能想到的唯一一个与之相似的产品就是来自英国的Quadrics QsNet网络——这部互联式超级计算机采用一块64位网络处理器，装配在内建了同样是64位的MMU的PCI-X总线上，可在总数达1000以上的节点集群中每个节点的内存空间映射虚拟内存。看来，用一个廉价集群来执行共享内存式Oracle数据挖掘工作确实挺方便的吧？现在可能在CPU上就能做到这一点。  

    要赢得市场份额，Sandtiger必须先跨过Sandy Bridge这道难关。Sandy Bridge是英特尔为后续32纳米处理器内核“Gesher” Nehalem起的新名字，预计将同样于2010年上市。Sandy Bridge的主频可以轻松超过4 GHz，应该会很强大——毕竟这是每片高达八个乱序（out-of-order）处理器内核的产品，每个处理器内核有两级专用缓存，每个处理器内核上还有大型instruction-width（每个实例拥有7 DP FP ops per cycle，它的integer数值尚不得知），每芯片通过高达四个的CSI link连接其他CPU而拥有64 GB/s的内存带宽。这是一个200 GFLOPs/chip的怪物——我估计Sandtiger应该会拥有与之相当的性能吧。   

    如果我是IBM，结合了经过改进的HT3和IOMMU等其他升级的Bulldozer架构已经够资格让我把Power7也放进同样的接口里边了，多花点钱让接口平台“利于效益表现”是件好事。但这并不是说要押下超高的赌注，这会危害到AMD与英特尔的许可关系，但还是可以为芯片稍稍押一押宝的。

    三星之前还想利用Alpha来发动一次64位CPU的市场突围，而且现在估计他们对此还是有点想法的，尽管他们的制程技术极其一流——如果我是三星，这份路线图肯定会让我感兴趣。根据我对三星和AMD的了解，如果出现超出R&D和晶圆厂合作伙伴计划的举动，这两家公司的企业文化都会受到极大影响。

    最后，至于那些新半导体制程及其更为惊人的生产计划演示，或许只是给那些独立投资人读着玩的参考资料。我估计得让独立投资人看到具有决定性优势的产品才能让他们愿意为这种产品砸钱。在AMD的演示中，可以看到作为Barcelona 后续产品的45纳米"Shanghai"计划上市日期似乎就摆在英特尔的第一款Nehalems之前，而基于Bulldozer的“Sandtiger'则也计划比英特尔的Sandy Bridge更早上市。根据过去几年的经验来看，英特尔基本上不会跳票，但AMD却总会比路线图计划的时间晚上三到六个月。

   总的来说，AMD未来新品的演示给我留下了很深的印象，而且我相信即使演示中做出的承诺只是勉强实现（例如比计划晚6个月推出产品），AMD还是很有机会稳住甚至是稍稍提高自己的地位。

    那么，其他新东西呢？AMD正准备向计算、多媒体和安全领域进行一些扩展。不过，还是那句话，如果英特尔的处理器上没有这些东西的话，从软件支持的角度来看，这些举措都不会有什么意义。其中前两种扩展会对Fusion产品线有一定好处，这个产品线第一次在演示中以“Falcon”的名字亮相，这是一个计划中的单片平台，它配上了所有东西——Bulldozer CPU处理器内核、3-D GPU和视频引擎、北桥和PCI-Express lane——基本上就是一个SoC。

    但这是题外话了。