x86架构仍有发展空间 架构之争不会结束

　　x86架构仍有发展空间

　　x86架构的处理器已经经历了30多个年头，不得不考虑是否有一天它的路也会走到尽头。而英特尔公司表示，x86的架构还有它的发展空间，而这种架构模式之间的竞争也远远不会结束。

　　英特尔首席技术官Justin Rattner表示，架构的适应性才是过去和今后成功的关键，尽管许多人通常认为x86指令系统是不可改变的。他说，无论是自身的指令系统、还是架构模式，x86多年以来都已经经历了巨大的转变。

　　20世纪90年代时，x86击退了由MMX和SSE 作为指令系统的特殊媒体处理器，从而加速了各种通信软件的数字化需要。Rattner还表示，硬件对内存管理和虚拟化的支持与改进已经运用到了芯片上，并在逐步进行完善。

　　Rattner认为，同样重要的是，英特尔在x86的每一步演变发展过程中都保持着向后兼容。指令系统的不断进步加上自身架构的兼容性使x86得到广泛应用——无论从个人用户到企业用户，还是从笔记本电脑到超级计算机。

　　“更要明白的是， x86架构并不是一个冻结了的设计。”美国加州大学伯克利分校计算机系教授David Patterson说，“他们30年来平均每个月就增加一条指令，所以x86有将近500条的指令，并且每一代新产品他们会多增加20到100条指令。兼容性当然是必须的，不断增加新的东西也总是必然的。

　　战略转型

　　“缩小晶体管和其他构件是巨大的技术挑战，而英特尔公司已经投入了大量的资金。”卡内基·梅隆大学计算机教授、Intel问题研究专家Todd Mowry这样说，热量问题就同缩短线路问题一样，性能的改变只能靠在芯片上增加处理器的核，而不是靠增加它的运行速度。这就使对硬件性能的需求转换成为了对软件的需求。Mowty说，在研究团队中，现在的关注点不在于制作出一个完美的单核，而是如何利用并管理好多个核。

　　目前最有希望取得成功的解决方案是利用软件交互内存技术将多核心芯片并联起来，那样就可以在不损害共享数据的情况下保留并行线程，而且也不用锁定或限制对那些数据的访问。它被称之为“软件交互式记忆”。这是一种算法解决方案，属于软件范畴，但是对这种技术的支持可以被内建到x86硬件中去。

　　Mowry认为，不断在处理器芯片上增加更多核，这种解决方案的唯一限制是软件开发商利用那些核的能力。最大的障碍就是思路的转变——从串行思路转向并行思路。

　　Rattner预计，在未来五到七年内，每片芯片中的处理器核数量将达到数百个。由于每个核都拥有多条线程，因此芯片支持的并行线程的数量可能会超过1000个。但是他也承认，现在这个世界上还没有多少人知道如何利用好多达1000条的线程。

　　x86未来将会怎样

　　未来将会怎样

　　Rattner 提到一些在英特尔实验室中的令人兴奋的发现，例如为了安全起见，x86架构将会用到新的硬件支持，使之在面对攻击时变得更强壮，但是他没有详加说明。

　　他也指出，接下来基于x86架构的Larrabee（可编程的多用核心）芯片将可以同nVIDIA公司一直以来的GPUs通用图形芯片抗衡。而对于AMD公司的ATI元件，Rattner 表示，Larrabee包含了一个全新的运作，使计算运作可视化。

　　他说，与竞争对手的高度专业化图形处理单元不同的是，Larrabee具有更大的意义，它是x86架构的多元化的延伸。“在此，我们可以为这个经久耐用的架构做一个新的断言，我们可以让它的实力发挥得超乎人们的想象。”他说。

　　AMD也有着同样的计划。一月份，AMD表示要推出一款称之为Fusion的CPU-GPU联合芯片，作为他们现有的弈龙处理器系列的一个延伸，并首先将在双核笔记本电脑出现。

　　以VIA纳米技术处理器命名的威盛科技公司占有着迷你型笔记本电脑的市场，并表示未来将继续用高性能的x86架构处理器占领移动市场，但也会包括向台式机市场的转变。

　　虽然有些全新的微处理机体系架构可能会冒出来并排挤x86体系架构，但是Rattner认为，x86体系架构仍可受到Wintel软件的保护，后者曾在上个世纪80年代末期帮助x86体系架构化解了RISC处理器对它构成的威胁。他说: “除非你能够站出来宣布你可以用不同的指令集将性能提高五倍，否则x86体系架构的地位不会受到太大影响。”

　　但是这并不是说随着硅晶体管数量的增加，x86指令集就不会以全新的方式得到应用。40多年来，晶体管一直被置于硅片表面的下方。现在出现了一种新技术，可以将它们安装在硅片表面的上方。那样就有可能用硅之外的其他材料来生产晶体管，比如拥有更好的能量和性能特性的砷化镓材料。Rattner说: “在一二代产品（大约二到四年）内，我们还不能开发出晶体管位于硅片表面上的处理器产品，但是处理器生产材料必定会在未来十年产生许多创新。”

　　虽然英特尔正在开发基于全新晶体管的电路，但是Rattner指出，英特尔最多只能在芯片中增加更多的核心，比如为量子和DNA计算服务开发的处理器。他解释说: “那确实改变了计算服务的数学基础，但风险也很大。 同时它们可能只能应用于非常窄的应用领域，不能用于通用计算服务。”

　　Mowry预计，要想实现更多的新技术，至少还要20年的时间。他说: “我预计只有当我们真的开始达到传统技术的颠峰时，人们才会去认真对待那些新技术。”