英特尔CTO Rattner谈Nehalem和虚拟化技术

    ZDNetChina服务器站 9月26日服务器组件/芯片访谈  虽然英特尔将要在11月12日推出它的45纳米Penryn处理器，9月18号到20号在这里举行的2007年度英特尔发展论坛上，更多的谈论还是集中在了公司名为Nehalem的全新微架构，此架构计划于2008年推出。公司的主要技术负责人以及高级研究员，加州Santa Clara的Justin Rattner和eWEEK专职作家Scott Ferguson谈论到了Nehalem以及公司的发展路线图。

    英特尔的45纳米Penryn族服务器计划在11月推出，但在今年的IDF上大部分的言论都集中在了Nehalem身上。对于新的架构你能告诉我们些什么，并且它对于英特尔来说又意味着什么呢？

    Nehalem在我们的多核策略中是重要的一步。我们发展到了一个更加灵活和通用的根本架构之下，那将使得我们能对Nehalem技术作出各种各样不同的安排。

    我认为[英特尔首席执行官]Paul[Otellini]在他的演说中间接提到了这些。从一个内核到八个内核，我们从未拥有那样的灵活性，这意味着开发商和用户获得Nehalem技术的各种产品的方式将是我们之前从来没有实现过的。

    Nehalem延续了我们对围绕Core和Core2能力的微系统架构水平和种类的改进，所以它继续提升了单处理器的性能并提高了能源效率[表现]。从一个电源管理的角度出发，Nehalem有更高的通用性，并且将会出现新的模式使它能够快速地切换到和切换出低功耗状态。从一个可测量的能源效率角度，我猜想它是真正的下一代微处理器。所有这些方面都是我们未来将重点关注的。

    Nehalem最值得注意的一个创新是它的QuickPath结构，它包含了一个集成内存控制器。你能不能透露更多关于它的消息并且它和Advanced Micro Devices' DirectConnect结构想比又是怎样一个情况呢？

    在去年春天，Steve Pawlowski[一位英特尔的高级研究员]作了一个有关科技洞察力的演讲，提出了一个关于集成内存控制器的问题，我认为Steve说得很准确，我们对集成内存控制器的思路非常明确，并且我们[Intel]已经开发出了集成内存控制器，同时和AMD所开发的产品相比，我们去掉了更多集成内存控制器上的设计，所以我们的观点就是集成内存控制器并不需要提供很高的性能。

    我觉得新闻界开始把集成内存控制器和高性能划上等号，我认为对于Core2，我们保留了前端总线架构。他们的观点认为这是一个工程上的决定，在某个时候，它将使得对内存控制器的整合很有意义，而当真的到了那样的时候，我们将会付诸行动。我们看了看对Nehalem做出的衡量，并且我们决定对于那一代来说它还是有意义的。

    我所要拿来做类比的是在[IBM的]PowerPC中使用的镀铜微处理器。他们从未推出过一款时钟频率只有当时上市的英特尔处理器一半的微处理器。所以如果镀铜具有如此全方位的重要性，那为何不推出它呢？金属镀层技术在当时并不是芯片性能的决定性因素。在电线变得更高速之前晶体管更需要提速。IBM使得电线的速度变快了，而不是晶体管，所以它就好比在竖着红绿灯的公路上跑一级方程式赛车。我们拥有镀铜技术并为我们对它作了很多年的研究，然后我们认为晶体管的速度已经快到足以令电线的速度也更快。然后我们才把镀铜技术加入到产品当中，但我们直到需要的时候才部署这一技术。

    对于从65纳米提升到45纳米并最终达到32纳米，英特尔要面临些什么技术挑战呢？

    我倾向于认为45纳米真的是一次重大的飞跃。我想，有很多人在谈论摩尔定律的尽头，我们把Gordon Moore请了过来[9月18号的时候说摩尔定律将在某个时候走到尽头]，但我们在45纳米的时候完全改变了晶体管的结构。我们抛弃了有40年发展历史的硅栅MOS晶体管，替换掉了栅中的硅以及绝缘层的二氧化硅并且如同预期的那样将这一技术推向市场。

    那么谈论一下压缩线宽的挑战吧。要放弃一个有40年历史的晶体管结构并采用一个全新结构非常的困难。我认为对此还缺乏足够的关注。

    如果我们对此多考虑一会儿，我们可能会说在45纳米上，摩尔定律对于硅栅以及MOS晶体管来说已经走到了尽头，而新的摩尔定律已经开始体现在了Hi-k金属栅上。现在你就要看看这一回的摩尔定律将持续多久？对于我们来说，每一代技术象征着一系列新的挑战，而我们有充足的信心来克服这些挑战。我们曾经战胜了它们，我认为我们今后也将战胜它们。

    那些同样的问题也依旧存在。光刻技术的问题非常严峻。在45纳米上我们没有采用浸没式技术，而对于32纳米我们也没有对光刻技术作什么评论。我们说到32纳米的时候，作为第二代Hi-k金属栅晶体管，它就是一个新生儿，它仍旧在成长之中而我们在面对第二个和第三个的时候会做得更好，我们将继续努力直到另一个物理障碍出现。

    公司认为未来英特尔的架构将走向何方？

    我们当然认为它还活着并且很健康，并且我们希望继续下去。这是Paul的10倍挑战。我们能在功耗上减少10倍，而在性能上提升10倍么？那就是“Larrabee”技术。我们早在两年前就实现了降低10倍的功耗 ，那就是“Menlow”[移动]平台，它在明年将随着“Silverthorne”处理器变成产品，“Silverthorne”处理器的功耗只有我们的超低压处理器的十分之一。我猜想有很多人怀疑我们能将英特尔架构降低到 1瓦特以下的范围，而“Moorestown”[平台]则延续了这种趋势。我们可能会通过另外的两个因素来主动关闭电源，以在空闲时功率和[功率]泄露上做出类似的改进。

    所以我们正在采用这个架构。我们针对低功耗IA Silverthorne采用了整个架构，低功耗IA Silverthorne是基于一个我们称为‘Bonnell’的内核，它完全执行了该架构目的是在其中建立虚拟化以及所有其他令人惊讶的特征比如SSE[单指令多数据流扩展]运算一样。如果你对它有一定了解，它是在英特尔架构当中；在Silverthorne里。所以降低功耗并不意味着丢失了功能或者放弃了兼容性。然后我们打算通过使用这一内核结构并且强化它在浮点运算方面的性能来走出提升，这需要这些个高吞吐量的应用软件，包括当然也不仅限于图形软件。

    因为对所有英特尔工具、第三方工具以及所有关于IA的产业知识的完全支持，你熟知并且热爱的仍然是IA架构。现在，它发展起来了，我们将IA定位于处理我们已经讨论了好几年的新的应用范围，比如tera-scale应用。我们认为我们全能做到并保持强大的架构兼容性；强大的客户、程序员以及开发商熟悉度；好比给消费者的信心，这是一个他们知道、信赖并且渴望长期使用的架构。

    为了在处理器上建立虚拟化，英特尔正在做些什么呢？

    我们花了很多时间来研究虚拟化的问题。我认为或许我们并没有关注产业正在如何利用它。我们曾经尝试在芯片内部建立一个更加安全的计算环境，用虚拟化来解决这一问题的想法既新奇又有趣，因此你可以建立彼此独立的虚拟机，每一台都对自己的安全等级做出定义。你可以拥有开源虚拟机和封闭虚拟机并真正控制虚拟机之间的信息流。

    特别是在服务器方面，产业目前做得更多的是整合。人们都在说，我可以有很多微软Windows的拷贝或者我可以有一个混合了Windows和Linux的环境能让我把那些中的每一个都放到自己的虚拟机里面。我同样可以动态地提供每一个虚拟机，这样的话如果他们发生冲突，我可以重新启动个别的虚拟机还不用关掉整个系统。

    在客户端方面，你可以把事情变得想Vmware Fusion和Parallels之于苹果麦金托什机一样，你可以快速地在Windows和[Mac]OS 10之间切换，并且目前发展到的地步是你甚至不用考虑你在切换，就好比你只是拥有几个不同的窗口而那些窗口显示了软件在不同的操作系统之下运行。

    我们认为，虚拟化技术是一个伟大的功能强大的技术，并且处于其应用的最初阶段。我们并不想要回到安全应用，我们是从那里开始的。我们只是带来这一个可被信赖的处理技术，我们称之为“LaGrande”，它可以保证你在虚拟机中下载的图像就是你想下载的那个。所以我们会有这样的安全启动观念，我们想要恢复到那样。我们已经在处理器虚拟化上关注了很多，而对于平台虚拟化来说还有很多工作要做。我们需要如何虚拟化平台才能在软件上少做一些而在硬件上投入更多呢？对于USB3.0技术的开发我们正在做的一件事就是开发USB架构上的改变以支持虚拟化，然后你需要看一看我们会对PCI Express、USB以及显卡做些什么。我们已经着眼于支持虚拟化环境了。