论文部分内容阅读
在AMD 9月10日的首款4核CPU“巴塞罗那”发布会上，AMD高级副总裁兼CTO Phil Hester接受了京城媒体的专访。在众多问题中，本报记者梳理了4个值得深究的问题。
为什么AMD 对路数避而不谈
在4核CPU发布上，AMD迟了一步。早在11个月前，x86服务器平台便出现了2路4核CPU,而在AMD“巴塞罗那”4核CPU发布前4天，x86平台上又拥有了4路4核CPU。
众所周知，提高系统性能的方式有两种：一种是水平扩展，即采用集群(Cluster)的方式；另一种是垂直扩展，对称多处理(SMP)便是这种方式的主要代表。通常，集群的方式适合科学与技术计算，而SMP更适合商业处理。在单核CPU时代，SMP中的路数等于CPU数，多核时代可以将路数等同于多核CPU数。
既然CPU支持的路数代表着SMP服务器的性能高低，那么，AMD为什么在“巴塞罗那”发布时只谈4核，却对路数避而不谈呢？可能还有人会问，为什么AMD让“巴塞罗那”孤零零地来到发布会现场，而不发布一款芯片组来陪着“巴塞罗那”？
“‘巴塞罗那’集成了内存控制器，并且增加了用于内核之间数据交换的L3缓存，因而可以非常有效地支持高达16路的SMP。” Hester表示说。
记者在发布会现场看到Tyan已经展出了基于“巴塞罗那”的8路服务器。关键的秘密在于AMD的直连架构，它将芯片组中的北桥芯片(内存控制器)集成到CPU上，使得每个CPU都有独立的总线与内存相连，而不需要采用北桥来共享总线的传统方式，因而不会因为多个CPU的互连而造成总线带宽瓶颈。而负责I/O总线的南桥芯片在I/O总线升级时才可能发生变化。这样，没有北桥芯片，而南桥芯片又不用升级，所以，对于AMD来说，没有必要为“巴塞罗那”发布一款芯片组。对于用户来说，只要把原有的2核Optron拔下来，换成“巴塞罗那”，然后再刷新一下BIOS，就可以完成平滑升级。反之，如果一款CPU与芯片组结伴而来，则必定要采用新的主板，用户也就无法做到平滑升级了。
从AMD的CPU路线图上可以看出，定于今年底或者明年初发布的“巴塞罗那”后继产品“布达佩斯”也将沿用同样的芯片组，这意味着平滑升级的延续。而明年发布的、采用45nm工艺、代号为“上海”的4核CPU将采用新的芯片组。
Hester表示，从4核“上海”CPU到8核CPU，AMD依旧要实现平滑升级。
AMD在HPC中 扮演何种角色
在“巴塞罗那”发布会上，有关部门领导在致辞中表示，“巴塞罗那”在高性能计算方面的优势，是我国企业研制开发百万亿次高性能计算机、千万亿次高性能计算机的一个重要契机。
北京航空航天大学常务副校长兼863计划计算机软硬件技术主题专家组组长怀进鹏表示，x86是当前最流行的计算技术，AMD“巴塞罗那”代表了当前x86 CPU的最高水准。我国研制百万亿次高性能计算机、千万亿次高性能计算机的工作，离不开对AMD“巴塞罗那”的跟踪、了解、研究和学习，甚至可能跟AMD合作。
然而，AMD却对此守口如瓶。Hester避而不谈。AMD全球副总裁王正福用外交辞令表示：“关于高性能计算，我们把这看成是一个机遇。‘巴塞罗那’推出后，我们很愿意配合高性能计算的用户、OEM厂商开展更深入的合作。”而AMD大中华区产品市场总监唐志德则只谈技术：“在高性能计算方面，AMD有Torrenza开放协作平台，能够通过多核异构的方式进行特定运算的加速，有利于推动高性能计算的普及。”
高性能计算(HPC)与国家竞争力的关系，从美国总统信息技术咨询委员会(PITAC)2005年给美国总统提交的题为《计算科学：确保美国竞争力》的咨询报告便可得到旁证。从TOP 500今年6月最新公布的数据看出，第一名IBM的HPC达到了280.6万亿次。美国、日本和中国等IT产业大国也都有角逐千万亿次(PF)的计划或规划。
在去年年底举办的我国首届HPC年会上，江南计算机所的专家认为，多核微处理器和面向领域的混合体系结构已成为HPC发展的趋势。而在节点级则是采用FPGA(现场可编程门阵列)加速或者专用加速卡成为趋势。
Cray正是采用AMD的Torrenza平台，在节点上加入加速卡，利用异构体系奠定了其在HPC领域的地位。在最新公布的全球HPC前三名中，Cray采用AMD 双核Opteron的HPC系统位居IBM之后，占据了余下的两名，从而与江南计算所专家的说法完全吻合。去年IBM、Cray和东京计算机研究所相继宣布将采用Opteron向千万亿次冲击也可从侧面验证这一点。
而传统的x86平台由于北桥的存在而无法开放系统总线，进而难以构成混合架构。
由于千万亿次HPC动用的CPU高达10万片量级，x86平台的经济性也是一个重要因素。
记者会后了解到，有关单位对AMD提出的方案很感兴趣，一定程度上也得益于上海超算中心基于Opteron的曙光4000A连轴转地计算还忙不过来的表现。
AMD如何看待 多媒体性能短板
利用发布会的间隙，记者与视频计算厂商、服务器主板厂商进行了交流。他们对“巴塞罗那”浮点性能的提升印象很深，因为在双核Opteron中，浮点性能还是短板，而在实测中，“巴塞罗那”浮点性能在4核平台领先20%以上。但是他们也表示，在多媒体性能上，“巴塞罗那”还有较大的差距。尽管服务器不像PC那样在意多媒体的性能表现，但记者还是问Hester如何弥补这一短板。
Hester表示，AMD认为在客户端，内核数量达到一个合理的数字就可以了，因为大部分在这个领域当中的软件还不具有支持很多核心的能力。而新一代富媒体应用，如标准清晰度的视频回播、视频编码、游戏、三维建模等，应该交给擅长并行计算的图形处理器(GPU)来做，因为当今最好的GPU的每瓦效能超过了最好的x86 CPU。
去年AMD不惜花费54亿美元收购GPU厂商ATi。根据AMD给出的CPU路线图，最终，AMD将把GPU集成到CPU中。“AMD通过收购，具有CPU和GPU两种技术之后，将来多媒体指令扩展和GPU指令对于我们来说已经没有太大的区别，不需要人为地做出一个划分。在需要的时候，哪种方案能够带来最好的性能、性价比、功耗，并且能够满足客户的需求，我们就选择哪一种技术方案。”Hester表示。
AMD采用真4核划算吗
去年，在国内CPU市场上演了一场真假双核的口水仗。一方强调自己是正宗双核，另一方表示两个芯片拼在一起更经济。此番“巴塞罗那”发布，AMD虽然没有开仗，但在新闻稿中还是在4核处理器前加了一个“真”字。
在一个硅片上集成4个内核也好，还是用两个双核拼装成4核也罢，只不过是芯片加工方式的不同。这主要取决于芯片生产过程中的成品率，半导体制造业称之为良率。通常，芯片越复杂、晶体管数量越多，良率越低。另一方面，芯片工业是典型的大规模制造模式，它需要把高昂的设备和研发投入在尽可能多的芯片上摊薄，如果良率过低，则无法实现规模效益。此时，通过降低单个芯片的复杂程度，来提高良率不失为一种有效的选择。简而言之，良率低的时候，拼装方式是合理的；而良率高的时候，集成在一个硅片上的方式是合理的。举个不可能的极端例子，当良率为100%时，把圆片上的两个管芯(Die)划开后，再拼装到一起，在工艺流程上完全是冗余的。当然，两家的芯片都是在自己的工厂(Fab)生产，而不是外包给Foundry(芯片代工厂)，因而，良率是个核心秘密。
Hester表示，AMD在发布任何一款产品之前，良率都必须达到适合生产的经济性要求后才会发布。
为什么AMD 对路数避而不谈
在4核CPU发布上，AMD迟了一步。早在11个月前，x86服务器平台便出现了2路4核CPU,而在AMD“巴塞罗那”4核CPU发布前4天，x86平台上又拥有了4路4核CPU。
众所周知，提高系统性能的方式有两种：一种是水平扩展，即采用集群(Cluster)的方式；另一种是垂直扩展，对称多处理(SMP)便是这种方式的主要代表。通常，集群的方式适合科学与技术计算，而SMP更适合商业处理。在单核CPU时代，SMP中的路数等于CPU数，多核时代可以将路数等同于多核CPU数。
既然CPU支持的路数代表着SMP服务器的性能高低，那么，AMD为什么在“巴塞罗那”发布时只谈4核，却对路数避而不谈呢？可能还有人会问，为什么AMD让“巴塞罗那”孤零零地来到发布会现场，而不发布一款芯片组来陪着“巴塞罗那”？
“‘巴塞罗那’集成了内存控制器，并且增加了用于内核之间数据交换的L3缓存，因而可以非常有效地支持高达16路的SMP。” Hester表示说。
记者在发布会现场看到Tyan已经展出了基于“巴塞罗那”的8路服务器。关键的秘密在于AMD的直连架构，它将芯片组中的北桥芯片(内存控制器)集成到CPU上，使得每个CPU都有独立的总线与内存相连，而不需要采用北桥来共享总线的传统方式，因而不会因为多个CPU的互连而造成总线带宽瓶颈。而负责I/O总线的南桥芯片在I/O总线升级时才可能发生变化。这样，没有北桥芯片，而南桥芯片又不用升级，所以，对于AMD来说，没有必要为“巴塞罗那”发布一款芯片组。对于用户来说，只要把原有的2核Optron拔下来，换成“巴塞罗那”，然后再刷新一下BIOS，就可以完成平滑升级。反之，如果一款CPU与芯片组结伴而来，则必定要采用新的主板，用户也就无法做到平滑升级了。
从AMD的CPU路线图上可以看出，定于今年底或者明年初发布的“巴塞罗那”后继产品“布达佩斯”也将沿用同样的芯片组，这意味着平滑升级的延续。而明年发布的、采用45nm工艺、代号为“上海”的4核CPU将采用新的芯片组。
Hester表示，从4核“上海”CPU到8核CPU，AMD依旧要实现平滑升级。
AMD在HPC中 扮演何种角色
在“巴塞罗那”发布会上，有关部门领导在致辞中表示，“巴塞罗那”在高性能计算方面的优势，是我国企业研制开发百万亿次高性能计算机、千万亿次高性能计算机的一个重要契机。
北京航空航天大学常务副校长兼863计划计算机软硬件技术主题专家组组长怀进鹏表示，x86是当前最流行的计算技术，AMD“巴塞罗那”代表了当前x86 CPU的最高水准。我国研制百万亿次高性能计算机、千万亿次高性能计算机的工作，离不开对AMD“巴塞罗那”的跟踪、了解、研究和学习，甚至可能跟AMD合作。
然而，AMD却对此守口如瓶。Hester避而不谈。AMD全球副总裁王正福用外交辞令表示：“关于高性能计算，我们把这看成是一个机遇。‘巴塞罗那’推出后，我们很愿意配合高性能计算的用户、OEM厂商开展更深入的合作。”而AMD大中华区产品市场总监唐志德则只谈技术：“在高性能计算方面，AMD有Torrenza开放协作平台，能够通过多核异构的方式进行特定运算的加速，有利于推动高性能计算的普及。”
高性能计算(HPC)与国家竞争力的关系，从美国总统信息技术咨询委员会(PITAC)2005年给美国总统提交的题为《计算科学：确保美国竞争力》的咨询报告便可得到旁证。从TOP 500今年6月最新公布的数据看出，第一名IBM的HPC达到了280.6万亿次。美国、日本和中国等IT产业大国也都有角逐千万亿次(PF)的计划或规划。
在去年年底举办的我国首届HPC年会上，江南计算机所的专家认为，多核微处理器和面向领域的混合体系结构已成为HPC发展的趋势。而在节点级则是采用FPGA(现场可编程门阵列)加速或者专用加速卡成为趋势。
Cray正是采用AMD的Torrenza平台，在节点上加入加速卡，利用异构体系奠定了其在HPC领域的地位。在最新公布的全球HPC前三名中，Cray采用AMD 双核Opteron的HPC系统位居IBM之后，占据了余下的两名，从而与江南计算所专家的说法完全吻合。去年IBM、Cray和东京计算机研究所相继宣布将采用Opteron向千万亿次冲击也可从侧面验证这一点。
而传统的x86平台由于北桥的存在而无法开放系统总线，进而难以构成混合架构。
由于千万亿次HPC动用的CPU高达10万片量级，x86平台的经济性也是一个重要因素。
记者会后了解到，有关单位对AMD提出的方案很感兴趣，一定程度上也得益于上海超算中心基于Opteron的曙光4000A连轴转地计算还忙不过来的表现。
AMD如何看待 多媒体性能短板
利用发布会的间隙，记者与视频计算厂商、服务器主板厂商进行了交流。他们对“巴塞罗那”浮点性能的提升印象很深，因为在双核Opteron中，浮点性能还是短板，而在实测中，“巴塞罗那”浮点性能在4核平台领先20%以上。但是他们也表示，在多媒体性能上，“巴塞罗那”还有较大的差距。尽管服务器不像PC那样在意多媒体的性能表现，但记者还是问Hester如何弥补这一短板。
Hester表示，AMD认为在客户端，内核数量达到一个合理的数字就可以了，因为大部分在这个领域当中的软件还不具有支持很多核心的能力。而新一代富媒体应用，如标准清晰度的视频回播、视频编码、游戏、三维建模等，应该交给擅长并行计算的图形处理器(GPU)来做，因为当今最好的GPU的每瓦效能超过了最好的x86 CPU。
去年AMD不惜花费54亿美元收购GPU厂商ATi。根据AMD给出的CPU路线图，最终，AMD将把GPU集成到CPU中。“AMD通过收购，具有CPU和GPU两种技术之后，将来多媒体指令扩展和GPU指令对于我们来说已经没有太大的区别，不需要人为地做出一个划分。在需要的时候，哪种方案能够带来最好的性能、性价比、功耗，并且能够满足客户的需求，我们就选择哪一种技术方案。”Hester表示。
AMD采用真4核划算吗
去年，在国内CPU市场上演了一场真假双核的口水仗。一方强调自己是正宗双核，另一方表示两个芯片拼在一起更经济。此番“巴塞罗那”发布，AMD虽然没有开仗，但在新闻稿中还是在4核处理器前加了一个“真”字。
在一个硅片上集成4个内核也好，还是用两个双核拼装成4核也罢，只不过是芯片加工方式的不同。这主要取决于芯片生产过程中的成品率，半导体制造业称之为良率。通常，芯片越复杂、晶体管数量越多，良率越低。另一方面，芯片工业是典型的大规模制造模式，它需要把高昂的设备和研发投入在尽可能多的芯片上摊薄，如果良率过低，则无法实现规模效益。此时，通过降低单个芯片的复杂程度，来提高良率不失为一种有效的选择。简而言之，良率低的时候，拼装方式是合理的；而良率高的时候，集成在一个硅片上的方式是合理的。举个不可能的极端例子，当良率为100%时，把圆片上的两个管芯(Die)划开后，再拼装到一起，在工艺流程上完全是冗余的。当然，两家的芯片都是在自己的工厂(Fab)生产，而不是外包给Foundry(芯片代工厂)，因而，良率是个核心秘密。
Hester表示，AMD在发布任何一款产品之前，良率都必须达到适合生产的经济性要求后才会发布。