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IBM开发新TSV芯片连接技术,加速虚拟技术

发布时间:2019-09-02 04:27编辑:航空航天浏览(135)

    【据《CNET科技资讯网》 2006年9月29日报道】英特尔会重新捡起老本行——销售计算机内存吗?如果在芯片方面一个创意能够投入商业化生产,它完全可能会这样。 本周二,英特尔在其“英特尔开发商论坛”上展示了一款集成有80个内核的处理器,这款处理器的一个显著特征是,每个内核都通过一种名为Through Silicon Vias的技术与256MB内存直接相连。 在“英特尔开发商论坛”上接受News.com采访时,英特尔的技术总监贾斯廷说,与处理器内核整合的内存构成了计算机所需要的全部内存。TSV技术可以适用于各类芯片,而非仅仅适用于这种集成有80个内核的“巨无霸”。在生产计算机系统时,计算机厂商在向英特尔采购处理器时会同时采购内存,而不会向现在这样从其它内存芯片厂商采购内存。 在1980年代,英特尔曾经是世界上最大的计算机内存厂商,由于日本厂商的激烈竞争,英特尔后来退出了这一市场。 直接将内存与处理器相连会大幅度提升系统性能。目前,在英特尔的技术体系中,处理器和内存通过内存控制器交换数据,内存控制器的速度远低于处理器,是制约计算机性能的一个大瓶颈。TSV传输数据的速度要快得多。贾斯廷表示,TSV能够建立数千个传输数据的端口。与在一块硅芯片上集成80个内核相比,TSV是一项更重要的技术进步。 贾斯廷表示,处理器内核并非只能从与它紧密相连接的内存中访问数据。各内核通过由整合在内核中的路由器控制的高速连接相互连接。集成有80个内核的原型芯片的内存带宽达到了1TBps,这意味着每秒能够处理1万亿个字节。 TSV还会使AMD会遇到麻烦。AMD通过皓龙芯片所获得的性能优势很大一部分来自整合型内存控制器。 英特尔不会重新生产DRAM芯片的可能性很大——DRAM芯片是芯片市场上最不好把握的一个领域,但是,TSV可能使英特尔重新销售DRAM芯片。但是,贾斯廷指出,部署TSV需要时间。在集成有80个内核的芯片上使用的是SRAM——英特尔仍然在生产的一种价格相对昂贵的内存,下一步英特尔将研究如何集成DRAM的问题。 工程师还需要设计使处理器和内存能够“和平共处”的封装技术。通常情况下,处理器的发热量高于内存,这是在设计封装技术时不得不考虑的一个问题。尽管没有引起媒体足够的注意,但封装设计对于芯片厂商而言是一个巨大的挑战。贾斯廷说,这一技术仍然处于研究阶段,在未来数年我们需要对它进行大量的研发工作。(信息产业部电子科学技术情报研究所)

    【据《CNET科技资讯网》 2007年04月13日报道】4月13日国际报道 IBM将以一种相对较新的方式连接芯片,以提高系统性能,降低能耗。这一名为TSV(through-silicon vias)的技术利用数以千计的导线连接不同的组件━━例如处理器和内存,或两个芯片中不同的内核。目前,芯片主要通过名为总线的“通道”传输数据,总线有时会发生拥堵。采用TSV技术,芯片可以以一种更节能的方式传输多得多的数据。IBM并非首家谈论TSV的厂商,但可能是首批商业化应用该技术的公司。IBM将于今年晚些时候向客户交付采用TSV 技术的通讯芯片样品,并计划在2008年进行商业化生产。TSV将把硅-锗芯片的能耗减少约40%。在这些芯片中,芯片上将被钻上微型的洞,并穿入钨丝创建TSV.在未来3-5年内,TSV可以被用来将内存与处理器直接相连,使得内存控制器失去用武之地。在这种情况下,TSV能够将系统性能提高10%,将能耗降低20%。IBM还希望在BlueGene超级计算机的芯片中使用这一技术。另外,TSV还能够节省主板空间,因为芯片是被以垂直的方式堆叠的。目前,已经有数家芯片公司采用垂直方式堆叠芯片,但它们通常是通过总线连接在一起的,因此尽管节省了空间,但并没有充分提高芯片间传输数据的带宽。通常,总线的管脚分布在芯片一侧。利用TSV 技术封装芯片还可能会改变芯片的销售方式。计算机厂商将不再向不同的厂商采购处理器、内存等芯片,而是采购以TSV 技术封装好的芯片模块。英特尔、IBM 可能会重新开始销售标准类型的内存。尽管不象新处理器那样吸引眼球,芯片互连和封装一直是最近数年创新的一个热门话题,因为设计人员相信,可以大幅度提高系统的性能。自2005年以来,英特尔一直在开发TSV,并在去年的开发商论坛上展示了采用TSV技术的80内核芯片。英特尔的官员称,TSV技术比80内核更值得注意。英特尔还没有披露将如何在市场上推出TSV产品,但表示,在TSV技术商业化应用前,还需要大量的研究工作。一个问题是:处理器生成的热量高于内存,因此将它们整合在一个封装中需要复杂的热量管理技术。

    澳门金莎娱乐网址,【据《新浪科技》 2007年03月29日报道】 据国外媒体报道,根据英特尔周三公布的未来处理器蓝图,该公司将于2008年在处理器中加入多项重要系统部件,并重新推出超线程技术。 在提到是否会为处理器加入内存控制器和内核直连等系统部件时,英特尔高管过去总是泛泛而谈。不过,英特尔高级副总裁兼数字企业集团总经理帕特·盖尔辛格(Pat Gelsinger)周三明确表示,该公司计划在未来的处理器“Nehalem”中加入上述技术。Nehalem预计将于2008年投入生产。 盖尔辛格表示:“我们将Nehalem视为首款采用可动态升级微架构的处理器。”也就是说,英特尔芯片设计者将可以对多种技术和部件加以选择,面向不同类型的计算机打造不同的芯片,例如服务器处理器和笔记本处理器等等。基于Nehalem的处理器将包含1到8个内核,每个内核都支持超线程技术,可以处理两个独立的软件线程。英特尔早在单核Pentium 4处理器时代就采用了超线程技术,但随后又放弃了该技术。 英特尔还计划采用处理器内核“点到点”直连技术,并在处理器中集成内存控制器,以加速内核和内核以及处理器和内存之间的通信。早在2003年,AMD就在Opteron服务器处理器中采用了这两项技术。在之后的很长一段时间里,英特尔对这两项技术的评价一直不高。盖尔辛格表示,并非所有基于Nehalem的芯片都支持上述功能,但英特尔设计人员将可以选用这些技术。 盖尔辛格还表示,不同的客户总是需要不同类型的处理器产品。例如,最新合作伙伴苹果希望英特尔在处理器中加入更多整合部件,包括图形控制器。苹果非常注重工业设计,因此该公司希望打造体积更小的系统,整合是最佳解决方案。与此同时,其它商业或游戏PC厂商则有不同需求。一些服务器厂商需要能同时处理16个线程的8核处理器,另一些厂商则需要面向刀片式服务器的低功耗处理器。 英特尔将从2008年开始生产Nehalem处理器,采用45纳米生产工艺。在此之前,英特尔将推出Penryn芯片,作为首款采用45纳米生产工艺的新型处理器。与当前的酷睿处理器类似,Penryn也支持多核。其中,台式机处理器将采用双核或四核,单核主频超过3Ghz;笔记本处理器继续采用双核。英特尔预计,Penryn处理器的游戏性能将比酷睿2高20%,媒体应用性能将高45%。

    虚拟技术使一台服务器能够运行多个操作系统,但是,与独立在硬件上运行的操作系统相比,虚拟软件会带来一定的性能问题。本周二在“秋季处理器论坛”上发言时,AMD 技术部门的一名主要成员桑德尔说,Barcelona 有解决这类性能问题的特别功能。

    AMD 和英特尔正在争夺x86 服务器市场。英特尔的至强芯片首先提供了对虚拟技术的硬件支持,但AMD 的最新芯片也提供了类似的技术。虚拟只是AMD 和英特尔竞争的一个方面,它们还竞相在芯片中集成更多的内核。

    桑德尔说,与现有的皓龙芯片相比,Barcelona 也集成有双内存控制器,但它的二个内存控制器能够独立地运行。(信息产业部电子科学技术情报研究所)

    另外,Barcelona 还增添了能够缩短芯片切换时间的新指令。这类切换通常需要1000-2000 个处理器时钟周期,但新指令能够将这一时间缩短约25%.

    桑德尔表示,Barcelona 能够比现有的皓龙芯片处理更多的物理内存,现有皓龙芯片能够对1TB 内存寻址,Barcelona 的寻址范围高达256TB.

    英特尔将在11月份推出四内核的Clovertown芯片,Clovertown在一个封装中集成了2 个双内核Woodcrest 版至强芯片;AMD 的Barcelona 则在一块硅片上集成了4 个内核。

    包括嵌套页表和内存地址缓存在内的Barcelona 的技术能够加速内存地址的变换过程。他说,考虑到内存地址变换会占到虚拟管理软件运行时间的75% ,因此这些技术是非常重要的。

    桑德尔表示,Barcelona 也支持FB-DIMM ,但不会采用FB-DIMM 内存,因为与标准的DDR2内存相比,它能耗更高,时间延迟更长。桑德尔说,AMD 将在“恰当的时间”过渡到FB-DIMM ,但那将显然是名为FB-DIMM 2 的第二代FB-DIMM 技术。

    【据《CNET科技资讯网》2006年10月11日报道】10月11日国际报道 AMD 计划于2007年年中推出代号为Barcelona 的四内核皓龙芯片,Barcelona 将包含有能够加速虚拟技术的功能。

    由于虚拟管理软件负责内存的管理,因此系统需要多进行一次内存地址变换,这就会带来性能问题。为了解决这一问题,虚拟管理软件使用一种名为影子页面的软件,桑德尔说,这种软件的实现非常复杂,而且速度相当慢。

    桑德尔还阐述了Barcelona 的其它特性。例如,每个内核将集成有64KB一级缓存、512KB 二级缓存,四个内核将共享2MB 三级缓存,但三级缓存的数量可能会增加。

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