Intel CTO：摩尔定律还将延续下去

　　整个IT产业正在逐渐由单纯的技术驱动转变为由技术和应用双重驱动。信息技术正在回到其本质上来：更加关注用户的使用目的和应用感受。在这种背景下，技术创新更加重要了，也变得更加复杂了。

　　在北京国际计算机系统结构学术会议召开之际，本报总编辑孙定与特意来华的英特尔公司CTO贾斯汀赖特纳就有关的热点问题，进行了一场有趣的对话。

　　经过半个多世纪的发展，计算机产业已经走到了新的十字路口，从单纯的技术驱动逐渐转变为由应用和技术共同驱动，这给技术创新提出了新的挑战。

　　孙定: 业界有一种说法，IT产业已经从一个朝阳产业变成成熟产业了，请问对这个说法贾斯汀先生是不是认同？在您看来，IT产业还会不会有非常大的增长空间？

　　贾斯汀: 对这个说法我不赞同。从我个人的角度看，也不认为IT已经成为一个成熟的产业。因为现在的信息技术正处在一个演进过程当中，还是在很早期的阶段。如果做比喻的话，信息技术刚刚进入了青春期，像一个10多岁的孩子。我们可以看到很多前景、很多机会有待挖掘。

　　孙定: 如果说还有很多新的机会推动这个产业发展，这些新的机会主要在哪些方面？

　　贾斯汀: 之所以说现在的计算机行业，或者更广泛地说IT行业是刚刚进入到青春期，是因为计算机应用最根本的一个领域，即实现人机互动，目前还处于非常初级的阶段。我们受到很多设备的制约，而我们必须让自己适应这个限制。我相信在以后的系统开发当中，应该把很多人性化的设计考虑进去，这是IT技术开发的下一个境界——不是让我们适应计算机，而是让信息技术和设备适应我们。

　　孙定: 贾斯汀先生说得很有意思。现在关于创新有一个很重要的说法，就是厂商要和生态环境、用户共同创新。在这一背景之下，英特尔的创新体系结构是不是有变化呢？

　　贾斯汀: 从几年前开始，我们在进行研发的时候就在贯彻一条新的法则，在工作中加入更多人文的东西。我们有一个团队叫做人与人的行为/人的实践研究团队，这个团队里面有社会学家、人文学家，他们对人在不同区域的习惯进行研究。比如说中国、印度和中东这些地区的用户有什么习惯。我们想从人的角度研究IT到底和人有什么相关度，产品层面有什么针对性的应用，而通过对技术进行更加人文化的研究，给我们的商业带来了益处，所以这是我们下一步研发的方向。

　　孙定: 英特尔技术和人文相结合产生的研究和产品成果，能不能给我们举个例子？

　　贾斯汀: 相关的例子有很多，大家也都很熟悉了。今天我想举一个例子，虽然可能不是特别贴切，但反映了我们的思路。英特尔曾经开发了一个消费者应用领域的产品，就是在一个芯片上集成一个系统，然后提供给消费电子产品供应商，但是供应商们为了降低成本就想把某个产品特色取消掉。我们的产品部门解释说，这个特色非常有意义，可以增强系统和人的互动，让系统更加人性化、更加友好。后来客户被说服了。

　　处理器要适应多种应用环境的需求

　　互联网和无线互联网的逐渐普及迎来了计算模式的巨变。不同的计算模式和应用体验对处理器的设计具有截然不同的要求。

　　孙定: 中国现在已经是世界上拥有互联网用户最多的国家了，而且可能会出现世界上最大的互联网网站。现在互联网公司对处理器的需求也在快速地增加，而网站的需求和一般的商业系统是不一样的。我感兴趣的是，英特尔有没有专门针对互联网应用的处理器研究计划？

　　贾斯汀: 您这个问题非常好，也非常及时，因为我们正在进行的几项研究就与此相关。使用大规模数据的互联网公司需要很多企业级计算设备来进行互联网计算，我们确实要重新设计出一系列新的产品，这样可以为这些公司提供更加良好的服务。这些产品需要有效的数据收集能力和低能耗特性，需要大量使用虚拟化技术，还要能够有效地保证数据在输入和输出服务器时，有很好的互联网协议的支持能力。

　　我们还看到了另外一个改变，就是未来服务器产品架构的改变。现在越来越多的互联网用户在体验互联网上的三维虚拟世界，要满足这种虚拟的体验，互联网服务器就有越来越多的负担。我们通过计算发现，3D的互联网体验和2D互联网体验相比，能耗和性能的提升将达到百分之百。我们已经预计到这个未来发展的变化了。

　　孙定: 我还看到一个非常大的变化，就是中国要开始部署3G了。重组后的3家中国移动通信公司将来可能都是世界上最大的移动通信公司之一。在移动通信被大范围使用的背景下，英特尔对其应用模式或应用体验有什么样的考虑？这给英特尔在处理器的研发方面带来什么样的影响？英特尔会不会进入手机处理器这个领域？

　　贾斯汀: 您可能知道我们现在要推出的低能耗处理器，称之为凌动，这代表着我们已经进入了手持设备市场。这是我们第一步的动作。现在的凌动还不能应用在手机上，必须要用在稍微大一点的设备，比如说移动互联网设备（MID）上。在这个领域进行一些探索和研究以后，我们发现里面有很多的机遇，可以为用户提供更加丰富的互联网体验。我们感兴趣的另外一个领域就是把笔记本电脑做得再小一些，做成上网本，现在上网本在市场上的反应非常好，比我们预期的高10倍。这是第一代产品。

　　我们的第二代产品还在研发当中，可以进一步降低能耗，这样就能在高端的智能手机上进行应用。如果能够取得成功的话，我们会继续在这个领域努力，设计出更多低能耗的基于英特尔架构的处理器和相关芯片。

　　高性能计算将走向普及

　　新的高性能计算能力将以很难想像的方式彻底改变传统模式。专门的计算机比如DNA、量子计算机更适合解决特定问题，而以数据为中心的计算模式将来可能会有很大的应用空间。

　　孙定: 今年中国自然灾害频发，比如年初南方的冰雪天气，如果要想得到更早的预报，这就需要高性能计算。还有像生命科学和个性化的医疗等领域，都需要高性能计算机。但是目前高性能计算机所能解决的问题离实际的需求还有很大的缺口。您对此有怎样的看法？

　　贾斯汀: 您提到了很多高性能计算应用的重要领域，比如说天气预报、医疗保健等很多领域的情况，确实是这样的。

　　几年前我们就开展了一个万亿级计算研究项目，目标是让高性能计算可以为广大人民造福，通过这个研究项目，能够降低高性能计算的成本。

　　我们很快就可以推出第一个研究项目的产品，这个产品是非常震撼人的。举一个例子，我们和美国一家医疗机构进行合作研究，让它可以进行3D实时的医疗成像，通过这种方式医生可以更清楚地了解患者到底存在什么样的病症，可以更好地治疗病人。有了高性能计算的功能，很多小型的医疗中心，甚至是个人都可以承担得起这种医疗技术的费用，所以这种技术是革命性的。

　　孙定: 现在我们不断看到一些新的计算技术的发展，比如说生物计算、量子计算。您觉得量子计算和生物计算离实用还有多远？英特尔在这方面是不是也做一些研究工作呢？

　　贾斯汀: 这又是一个非常好的问题。我们一直在研究其他一些替代电子计算的模式，比如说生物计算，早在几年前我们就开始展开研究，并且我们一直在从事这方面的研究，以保证在这个行业的领先地位。但是到今天为止，这种专业的计算机还不能解决通用的问题，比如说生物计算机、量子计算机，这种计算机解决特定问题的能力是超强的，但并非适合很多领域。10多年前的光纤计算机，当时被称之为行业的突破，也有很多科学方面的成果，但之后我们发现，在计算能力方面有很强的限制，只有特定问题才能得到很好的解决，在其他方面就做不到普及计算的需求。所以它面对的一大难题，是替代现有计算方式，但我们对计算方式的研究会继续下去。

　　如果你现在让我选择一种替代现有的计算模式，或者是改变现有的计算模式，我会选择数据型的计算模式或以数据为中心的计算。数据计算技术在Google Search进行搜索的时候是非常有用的，它还可以进行其他的应用，比如说人性化界面的应用、语音的识别，通过对数据进行分析以达到应用目标。

　　或许有一天半导体行业会遇到物理极限，但摩尔定律的哲学意义仍将继续延伸下去。

　　孙定: 半导体工业发展到今天，很多人在说有摩尔定律的限制等问题。现在是45纳米，下一代是32纳米，再后面可能是22纳米，后续的演进点是什么样的？极限是多少纳米？现在走这样的路，我们在技术上碰到的主要挑战是什么？

　　贾斯汀: 关于您这个问题，我从实践层面回答一下，也从哲学层面上回答一下。

　　在处理器市场上，通常英特尔能够了解到技术方向，对此我们还是非常自信的，也就是说发展到10年以后什么样子我们心里都会有数。从40年前开始我们就是这样，一直发展到今天，现在32纳米产品我们已经有一些了，已经有所演示，22纳米正在研发当中，15纳米也已经进行了一些思考。所以可以看到，我们比现在所处的时代已经超前了三到四代。

　　毫无疑问，在以后的研发过程当中困难和问题肯定会越来越多，但是我们相信随着创新的继续，我们总可以找到解决问题的办法。

　　摩尔定律到底还能不能继续下去呢？我们首先要理解摩尔定律到底是由什么组成的。举例来说，我们在进行45纳米制程研究的时候发现，如果应用传统的晶体管架构的话，就没有办法完成45纳米工艺。传统的晶体管技术大部分都是用硅作为底层，在上面涂上二氧化硅作为绝缘层，但是现在晶体管不能再用这种架构了，晶体管材料发生了变化，这就意味着对摩尔定律来说已经不适用了。现在45纳米技术用金属栅极，这意味着以这种高K金属栅极材料为介质的新的摩尔定律又开始适用了。

　　从更高的层次上思考一下这个问题，在我看来,摩尔定律不是局限于我们的材料、设备等具体方面。其实对于信息行业来说，我们需要越来越多的晶体管和越来越多的电子设备，这样可以提高能力，建立更先进的系统。我们从技术层面向更深层次考虑的话，现在的IT行业就是建立在电荷基础之上的，这个是现在所有微电子行业的一个基础。有一天是不是物理限制会达到极限？到时候整个设备的规模、大小都会发生非常大的变化，这对整个行业、整个社会都会带来很大的影响。但即使有那么一天，摩尔定律的实践依然有很重要的意义。

　　CTO感悟

　　处理器未来三要素

　　贾斯汀认为，未来处理器的设计需要考虑几个方面的问题：一个是性能，一个是能耗，还有一个是软件的兼容性。

　　增加核的数量虽然能提高处理器性能，但是对内存带宽和核间缓存的容量都有更高的需求。即处理器内核速度和缓存容量、内存带宽要更加均衡，这样才能有效地提高晶体管的效率。

　　尽管为了节电，可以通过电源管理工具来降低系统的能耗，但贾斯汀认为这样并不是最根本的解决办法。贾斯汀介绍了一种新的办法，让晶体管的运行电压低于设备本身的运行电压。贾斯汀透露英特尔正在研究这种处理器，并且初步的研究成果表明这种方式可以大大提高处理器的性能功耗比。

　　安腾处理器曾经的艰难也让英特尔认识到了软件兼容性的重要。而目前摆在业界面前的严峻挑战是处理器从单核到多核环境的变化，而让用户改用新的指令集，将原来的应用软件推倒重新改写和编译是不可想像的。用贾斯汀的话来说，“指令集不管发生多大的变化，也不能弥补软件产品需要重新编程的难度和成本。”

　　因此，即使意识到未来的多样化应用环境对于现有软件编程环境的种种挑战，英特尔还是决定保持目前的编程模型不变。贾斯汀表示，英特尔正在开发编程工具，把传统串行执行的程序变成并行运算的程序，这样未来既可进行串行执行，也能适应并行执行的需要。其目的就是要尽量降低从串行转向并行编程的难度。