应对英特尔Atom AMD两款x86内核出炉

AMD描述了两款新x86内核的概貌--其中一款针对英特尔Atom--计划于2011年投产。此外AMD正在开发自己第一款集成x86内核与GPU的32nm制程Fusion系列处理器，将于六月前出样。

AMD与自己最强的竞争对手英特尔都在争着推出整合GPU的32nm处理器。这两家公司都未细述自己将要采用的内核。给第一代整合产品之争的输赢留下无数疑问。 此类混合多核处理器的编程模型进化方式将成为重要因素。AMD暗示自己已悄然采用一种新方法，认为这将为自己的处理器赢得战略优势。 硬件方面，Bobcat是可合成的（synthesizable）低功耗x86内核，AMD将以它抗衡英特尔Atom。Bobcat将以目前主流笔记本电脑处理器一半的尺寸提供90%的性能，性能超过Atom。

Bobcat有一条乱序执行流水线，每个时钟周期能够下达两条指令，不同于Atom的是，它采用主动分支预测。第一款该内核处理器最高功耗2W，但也可以在不足1W的功率下运行。 Bulldozer则是高性能内核，将两颗x86内核调整后并入一块硅片,两个独立整点单元分用独立的L1、L2缓存，但两个内核共用同一个L3缓存和增强型浮点单元。该浮点单元包括两个128位乘法累加（FMAC）单元。三年前启动Bulldozer设计团队的ChuckMoore说："这（FMAC）是浮点单元里最常用的指令，Bulldozer则是最早采用专用硬件的x86内核"。 Bulldozer采用全定制设计，为处理器在限定功耗范围内提供最大数据率进行优化。

最早采用该内核的产品将是桌面/服务器CPU，32nm硅绝缘体技术（SOI）制程，支持高-K金属栅极。 两款新内核都支持完整的x86指令集，Bulldozer的指令集为FMAC进行了新扩展。 整合GPU与x86内核 Llano处理器将是AMD最初的几款Fusion系列处理器之一，该处理器没有采用Bobcat或Bulldozer内核，而是选用了一款现有45nm制程x86内核的32nm制程增强版。Llano将内建4颗x86内核以及一颗支持微软DirectX11API的GPU，全部连入DDR3DRAM。

Moore暗示Llano处理器将有多个版本，至少采用两种不同的GPU，其它整合处理器也很可能会提供这种选择。 Ontario处理器将采用两颗Bobcat内核、一个DX11GPU以及DDR3内存。但AMD不愿透露这款定位于轻薄笔记本和上网本的处理器所采用的制程。


这两款处理器都将在2011年出货，与采用4至8颗Bulldozer内核、不内建GPU的高端桌面处理器Zambezi同期。2011年上市的两款服务器处理器也将采用Bulldozer内核。 AMD正在创造一个设计流程，将x86设计流程中的元素与使用更简单的可合用内核的图形设计流程中的元素相结合。该公司希望能够通过这个设计流程以12个月为周期分出使用不同的内核组合的集成设计。

AMD产品部总经理RickBergman说："我们每年都会拿出最好的图形处理器"。 英特尔Westmere处理器已经出样，该处理器封装了一颗32nm制程多核Nehalem处理器和一颗45nm制程GPU。该公司计划于2011年推出一款全面整合处理器，采用SandyBridgex86内核及GPU，很可能与AMD的Fusion系列同期上市。

Bergman等人证实AMD已经有了至少一款Fusion系列处理器的可用硅片，很可能是Llano处理器。多款32nm制程Fusion系列产品将在2010年6月前向OEM厂商提供样品，同年下半年量产。

软件、晶圆厂、财务挑战

英特尔与AMD这两家公司以相似的体系结构竞争，但英特尔在制程方面占据领先地位，而且没有AMD所面临的财务问题。AMD高层为自己的整合芯片采用一套静态进化编程模型以区分彼此的战略。 AMDCEODirkMeyer在本地举行的一次年度分析师见面会上说："Fusion并不仅仅是将CPU和图形芯片封装在一块胆片上那么简单。它的目标是让并行数据程序尽量在能效最高的核心上运行，这也是我们的景愿与英特尔的不同之处"。

英特尔没有详细讨论自己的计划细节。但观察家们预期他们会在LarrabeeGPU上采用现有集成GPU的进化版。这种整合式CPU进行图形处理时只需现有操作系统、编程语言和工具进行很小的改变。 AMD正在推动一个更戏剧化的转变，他们一开始将采用目前的OpenGL和微软DirectComputeAPI来让CPU管理任务，并在需要的时候将任务交给GPU。Moore说："我相信这会让可编程性更上一层"。

具体地说，AMD希望让GPU在未来操作系统、编程语言和开发工具中变得和CPU同级。该战略将需要进行四到五次重大的技术转型，但最终所得可能物有所值。 最终实现的编程模型将不再需要区分x86内核和GPU的存储器分区，让操作系统提升GPU的地位，不再是此前只能通过驱动访问的外围部件，软件可以更直接的访问图形硬件能力。 将GPU带入主处理器的缓存域数据库是实现此景愿的一大挑战。

AMD有一些简化此工作的计划。 Moore暗示未来的Fusion系列处理器将让x86和SIMD图形处理结合得更加紧密，方式类似Bulldozer将两颗x86内核的精华融合入单核设计。Moore最后说："扩展GPU对我们而言（相比英特尔），更接近一次编程模型挑战。我们所追寻的体验也有天壤之别"。 AMD同时还面临着制程技术挑战。 Meyer说:"我们正历史性地处于落后于最高水平6-12月的阶段。我们当下的32nm过渡在该阶段末尾（落后12月左右），希望到22nm过渡时能够赶到该阶段中间（落后9个月左右）"。 确实，AMD的主要生产伙伴GlobalFoundries在2010年下半年前没有32nm制程的生产能力。

AMD可能必须转求自己的GPU生产伙伴台积电来为Ontario芯片生产低功耗版本。此外GlobalFoundries可能会跳过32nm，从45nm快速转向28nm。 财务方面，AMD正力图处理严重负债，保留最低限度现金，重新实现盈利。该公司新任首席财务官ThomasSeifert不能向分析人士保证AMD能够在未来两季度内止亏。Seifert说："我们会努力保持生存，但现在还不好说（PC市场的）季节性低迷将对我们产生怎样的冲击"。

为了保证利润份额提升，AMD希望将目前占据销售所得23%的研发投入削减至19%以下。该公司希望在2011年完成削减，届时全新的混合型CPU/GPU处理器开发方法转型的艰巨工作已经基本完成。

编辑：博子