在本週於美國舉行、聚集眾多頂尖微處理器架構師的年度Hot Chips 大會上,發表多場演說的ARM是聚光燈焦點之一,但顯然英特爾(Intel)仍是微處理器領域的霸主。IBM與甲骨文(Oracle)也藉由大會上的演說展示其Power 8與Sparc架構仍在市場上各自佔有一席之地,而這兩家公司表示,晶片堆疊方案正在崛起。
值得一提的是,在這為期三天的Hot Chips大會上,筆者完全沒聽到有人提「CPU」這個縮寫,看來它已經是過氣的名詞。主流28奈米製程技術的問世──以及少數以更具侵略性製程節點生產的晶片──顯然已經讓微處理器演進至系統級晶片(SoC)時代。可能這樣的歷史趨勢正是ARM 在大會上備受矚目的原因;x86或許仍是重量級架構,但ARM核心則是會出現在大多數工程師的設計中。以下是 2014年度的Hot Chips大會重點摘錄。
ARM在物聯網世界試水溫
ARM技術長Mike Muller介紹了一款嵌入了感測器中樞(sensor hub)、鎖定物聯網(IoT)應用的測試晶片;Muller表示他上一次在Hot Chips大會介紹ARM技術得回溯到1992年。
ARM介紹內嵌感測器中樞的物聯網晶片
此外,Muller也呼籲工程師們參與將接棒今日DDR4規格的Jedec 記憶體新標準訂定。
目前市面上的解決方案大多採用離散式的感測器中樞晶片
AMD的ARM架構伺服器SoC亮相
AMD在大會上介紹第一款採用ARM架構的伺服器SoC,代號Seattle;這款晶片預定在今年底前量產。Insight64分析師Nathan Brookwood表示,該款晶片採用標準ARM 64位元核心,可能會吸引對一些採用客製化核心之競爭產品相容性有疑慮的客戶。
AMD的Seattle伺服器SoC架構
如同眾多伺服器SoC,記憶體在Seattle晶片內扮演主要角色
Applied Micro展示X-Gene 產品藍圖
Applied Micro的40奈米X-Gene系列ARM核心64位元伺服器SoC已經量產,該公司在大會上介紹的是還在開發階段的第二代X-Gene,以及計畫才剛成形的第三代。
Applied Micro展示X-Gene 產品藍圖
如同AMD的Seattle,Applied Micro介紹其第二代X-Gene晶片將配備8顆64位元ARM 核心,初估該晶片性能將比第一代高出30~100%。
Applied Micro的第二代X-Gene晶片架構
第二代X-Gene晶片性能與前一代產品之比較
英特爾Avoton訴求低功耗
處理器龍頭英特爾在大會上介紹了第二代Atom核心伺服器SoC,代號Avoton;該晶片試圖與ARM架構伺服器晶片一較高下,自定位為低功耗的伺服器等級SoC。
英特爾介紹低功耗Atom核心伺服器晶片Avoton
英特爾表示Atom架構晶片已經獲得眾多客戶採用
Nvidia的Denver晶片仍將鎖定行動裝置應用
Nvidia的客製化64位元ARM核心晶片Denver,是以行動SoC的身分首度亮相;據業界消息,該公司已經取消了進軍伺服器應用的計畫,但對此該公司不願評論。
Nvidia介紹64位元行動處理器Denver
據了解,Denver原本將採用收購自Transmeta 的技術、為x86架構晶片,後來卻演變成採用了一種新式執行最佳化功能,取代其他競爭對手所採用的全亂序執行(full out-of-order)設計(參考閱讀)。
Nvidia的Denver晶片支援執行最佳化功能
已經收歸英特爾旗下的Avago網路處理器Axxia
安華高(Avago)在Hotchips大會上介紹收購自LSI的ARM核心網路處理器Axxia,但在那之後過兩天,該晶片就已經賣給英特爾;據分析師表示,英特爾將會利用從英飛凌(Infineon)收購的手機應用處理器技術,以x86架構設計下一代的Axxia晶片。
Axxia網路處理器架構
IBM在去年的Hot Chips大會發表Power 8處理器,今年則是為該款晶片開發了新的軟體堆疊;Power架構是開放給所有晶片與系統開發商的資源,IBM改寫了其軟體堆疊,包括新版本的Linux、新的hypervisor、新的韌體等等。
IBM為Power 8打造新軟體
Power 8首度登場時被譽為最具擴充性的伺服器處理器
甲骨文介紹32核心Sparc 處理器
甲骨文在大會上介紹其迄今最大規模的Sparc處理器晶片M7,內含32顆多執行續(multithreaded)核心,可擴充為32路、8,000執行續的系統。市場研究機構Brookwood的分析師形容,M7的記憶體層級、互連以及快取記憶體容量之可擴充性令人驚豔,是一款「大氣」的晶片。
甲骨文32核心Spac處理器M7
M7是為甲骨文的軟體堆疊量身打造,Tirias Research分析師Kevin Krewell表示,其功能包括Java垃圾回收加速(garbage collection acceleration),以及一款甲骨文資料庫查詢加速器(query accelerator)。
M7處理器性能一覽
AMD公開CPU/GPU組合晶片Kaveri細節
AMD也在大會上公開了客戶端運算CPU/GPU組合晶片Kaveri的細節,這款晶片在去年首度亮相,值得一探究竟的原因是,該晶片採用AMD的異質系統架構(Heterogeneous Systems Architecture,HSA)是首款支援連貫性連結(coherent connection),以及CPU與GPU之間的完全記憶體共享。現在的疑問是誰將採用第二代HSA晶片?何時有產品上市?
CPU/GPU組合晶片Kaveri架構
Kaveri採用AMD的異質系統架構
SK海力士介紹自家晶片堆疊方案
Xilinx率先以2.5D晶片堆疊將記憶體與FPGA並排放置在一片基板上,SK海力士(Hynix)則表示那只是開始,接下來將是繪圖處理器晶片、網路晶片堆疊…有一天也許能疊出一支智慧型手機所需的各種功能。
SK海力士介紹其晶片堆疊方案
SK海力士也詳細介紹了其高頻寬記憶體(High Bandwidth Memory)的進展。
SK海力士的高頻寬記憶體
創新晶片無線堆疊技術
微處理器領域的資深工程師Dave Ditzel表示,新創公司ThruChip Communications開發出一種能跨越晶片無線分配電力的方法,這種技術與該公司在晶片之間傳遞資料的電感耦合技術結合,可做為取代昂貴且複雜之矽穿孔技術的替代方案。
ThruChip Communications開發的晶片無線堆疊技術架構
該種耦合技術甚至看起來更適合目前新開發的超薄晶圓技術,因為薄晶片可適合更小的感應線圈。
新開發的超薄晶圓技術
其他熱門話題
在今年Hot Chips大會上最熱門的、運算領域以外的話題,一個是微軟(Microsoft)打算採用Altera的FPGA來加速其資料中心的Bing服務,為可程式化邏輯元件開啟了新應用;而百度(Baidu)也表示將支持這樣的轉變。
微軟資料中心將利用Altera FPGA加速Bing服務
此外有一家比特幣採礦機(bitcoin mining)新創公司,採用高程度的設計重複使用方法,在不到一年時間內讓整體系統速度破紀錄。
重複使用設計方案協助業者大幅提升系統性能
編譯:Judith Cheng
(參考原文: 25 Views of Hot Chips 2014,by Rick Merritt)
資料來源:電子工程貸輯
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