英特尔亮出多核时代的底牌

作为英特尔在亚太地区设立的首家研究机构，ICRC承载的远远超出了研究本身。在平台战略驱使英特尔战车疾驰之时，在摩尔定律指导下的前瞻性研究无疑给市场引擎补足了丰富的给养，并成就了英特尔 “Leap ahead(超越未来)”的底牌。

英特尔（中国）研究中心有限公司总经理杜江凌博士认为，计算能力获得了突破会带来应用上的巨大突破。

“以往每年在中国办IDF(英特尔信息技术峰会)，我们用中文演讲，听众全都是中国人。可今年如同在美国一样，IDF的演讲都用英文，相当一部分听众来自世界各地。”杜江凌在博客中这样感慨道。

今年4月中旬在北京举行的IDF是英特尔2007年IDF全球系列活动的首场，也是英特尔上半年惟一的技术论坛。“只此一家，别无分店”的厚待，对于担负创新研究与本土合作双重使命的ICRC(英特尔中国研究中心)来说，显然有着非同寻常的意义。

速度之美

今年年初，英特尔集成了80内核的万亿次浮点运算处理器宣告问世。指甲大小的芯片实现了高性能计算机的运算能力，预示着万亿级时代渐行渐近，而ICRC正是这一前瞻性项目的重要研究成员。

刘保华（《中国电脑教育报》执行总编）：整个PC行业的发展脉络是处理器速度主导的，主频提升推动了整个市场发展。现在英特尔做到了用80核的单芯片实现万亿级计算，这项技术未来将如何与应用匹配？万亿级计算芯片的出现，会不会带动整个PC行业重回速度制胜的时代？

杜江凌(英特尔（中国）研究中心有限公司总经理)：这个讨论好像从386时代就开始了，已经演变成了一个哲学问题。一派人的观点是，英特尔无论研发多快的CPU，自然而然会有应用跟上；另一派人则认为，CPU发展太快，已经远远跑在了应用之前。在这个层面上讨论，我们往往会感到迷惑不清。

如果抛开价格问题，我相信任何人都会说我要最快的那个！问题的关键在于，既要有高性能的PC，价格也要符合用户的心理预期。英特尔强调的是，怎么能在不同价位、档次上把创新放在首位，即便是低价位产品，也一定有相应创新相结合，这是最符合市场需要的。

回到速度制胜的问题上，我个人的体会是，我们不会回到原来的主频竞争上，但速度的竞争没有坏处。刘翔110米跨栏跑得快，是一种美，任何一种体育项目追求的速度都是一种美。同样，在我们的行业里，我觉得对速度的追求也是一种美，人人都在追求最快的速度。如果我有一台计算机，一开机马上程序就启动了，运行起来几乎没有什么延迟，就像用电视机一样，没有人会不喜欢这样。速度我觉得是越快越好，这一定是件好事。

刘保华：万亿级计算将在哪些应用上率先取得突破？另外，对于我们的日常应用和家庭应用来说，万亿级计算究竟意味着什么？

杜江凌：万亿级计算早在1996年就有了。那一年英特尔为Sandia国家实验室开发了第一台万亿次浮点运算的超级计算机ASCI Red，当时占用104个机柜，使用了大约1万个Pentium Pro处理器。现在万亿级计算的概念是，同样的计算量在成人指甲大小的单个芯片上就实现了，能耗也由500千瓦降到了62瓦，这仅仅用了10年的时间。

万亿级计算能力的芯片装到个人计算机里，它能发挥怎样的作用?ICRC专门有一个团队主要就是在回答这个问题。企业级应用我就不用多说了，它会改变高性能计算的形态。对个人用户来说，最大的改变是如此大的计算能力使得原来很多只能在服务器上，甚至是数据中心完成的任务，转而在PC或笔记本电脑上就能完成，这就会引发一些新应用。举个例子，ICRC的应用研究部门目前在研究一项名为“运动精彩镜头提取”的项目。这项技术就是能快速把一些视频当中的精彩镜头提取出来，如果时间有限，你可以选择只看集锦的精彩镜头，十几分钟一个片断，你可以在上班路上看，或者在任何空闲时间来看。

还有一类非常有趣的应用是人机交互，比如通过计算机进行同声翻译。ICRC刚成立时就曾进行过研究，之所以放弃就是因为当时的计算能力还不够强大，没有办法真正按照人的大脑模型来做语言识别，现在突破了计算能力的限制，我们又把它作为将来的研究方向之一。这样的例子还有很多，比如图片检索、高度逼真的游戏等，这些都要求巨大的计算能力。

刘保华：万亿级计算目前还是实验室成果，距离推向市场还需要一段时间，英特尔的说法是5~7年。在此期间，英特尔还需要应对哪些技术挑战？

杜江凌：英特尔的万亿级计算研究在全球有100多个项目，涵盖了微处理器、平台和编程三个重要部分。我们目前已经把计算单元做出来了，就是展示的万亿次浮点运算的80核可编程处理器。下一步工作主要集中在平台级，我们要解决两个最基本的问题：一个是内存怎么与高性能处理器相连，目前的通用处理器都是通过管脚相连的。而万亿级处理器则是与内存模块直接相连，上下紧扣在一起，不再经过中间环节，原来是一维通信，现在变成整个面积上都能通信，这样就解决了传输延迟的问题。

另一个问题是处理器与处理器之间的通信，同样也要达到万亿级的传输速率，我们为此正在研究硅光传输技术，就是让硅发光，使两个处理器之间，或处理器与芯片之间以光速进行数据通信。万亿级计算实际上等于三个万亿级的结合，第一个是万亿级浮点计算，第二个是万亿级的数据存取，第三个就是万亿级通信，这三个技术问题都得到解决了，产品化也就为期不远了。

摩尔定律，IT业圭臬

IT界绝对不稀缺概念。然而，大浪淘沙，缤纷标准中能被奉为圭臬者寥寥无几，诞生自英特尔的摩尔定律无疑是其中最为耀眼的佼佼者。历经40余年的反复校验，摩尔定律已然升至“共识”的境界。它如同标尺，为半导体业界努力遵循，并在技术人员的心血浇灌下，焕发着强大生命力。

刘保华：最近关于摩尔定律的讨论很多，比如有人提出量子计算机的出现可以保证摩尔定律持续有效50年。您在美国曾经当面与摩尔交流过，您个人怎么理解摩尔定律的内涵与沿革？恪守摩尔定律，会不会影响到英特尔的创新步伐？

杜江凌：我在美国与摩尔聊天的时候，有两点体会最深。摩尔当时发明这个定律时，初衷并不是为了真正发现一个物理规律。当时在晶体管上做集成电路已经出现了，但电子管还是牢牢占据着最重要的位置。人们都在怀疑，晶体管怎么能打败电子管？

摩尔一直在想，如果有这样一个理论，让人们知道晶体管发展非常快，随之成本也就降下来了，这样会让业界增强晶体管是能取代电子管的信心。他画了一个草图，芯片上的晶体管数量起先是32个，下一次是64个，再一画，他发现每12个月翻一番。他要把这个规律发表出去，给IT从业者打气，于是摩尔定律就诞生了。

后来，英特尔工程师就用创造力一次次来维护，证明晶体管确实按照摩尔定律发展。与物理定律始终为真不同，摩尔定律是靠人的信念来实现的，它使得业界越来越兴旺发达。这么多年来，摩尔定律被英特尔奉为真理，成为了创新血液中的一部分。

如果半导体发展停滞了，我们就没有足够的计算能力来实现刚才谈到的应用，为了实现就必须要让摩尔定律继续发展下去，摩尔定律是支撑我们这些人的愿景，这是一种强烈的信念。

刘保华：的确是这样，摩尔定律为业界展示了非常令人鼓舞的愿景。但能够支撑这个坚定信念的一定是技术人员的不懈努力，技术发展会怎样支持摩尔定律持续发展下去呢？

杜江凌：我们熟知的摩尔定律是摩尔当时基于硅材料做出的判断。目前，我们也在半导体制造上尝试其他材料。事实证明，使用纯粹的硅，在32纳米制造工艺时就会产生难以冲破的瓶颈。因此英特尔在硅材料的基础上加入了一些金属，即基于铪元素的高k介质，这使得漏电问题马上解决了，功耗也随之降下来了。

今后10~20年中，材料的可变化程度会越来越小，越往后花费在取代材料上的研究成本就越高，但随着技术不断演进，总会有先进技术来确保半导体向前发展，业界会努力证明这一定律为真！

还看中国

从最初形成，IT行业就打上了开放、合作与分工的烙印。然而世界终究是平的，研究的“国籍”也正在随之淡化。如今，ICRC已经成为英特尔研究体系的中坚力量，技术上它是十足的耀眼明星，合作上它践行汲取与反哺。ICRC发展史折射出的是国内创新环境的嬗变。毋庸置疑，中国成了全球舞台，中国创新也必将辉映世界。

刘保华：ICRC于1998年成立，已经快成长10个年头了。它目前发展状况如何，在全球研究体系中处于什么样的地位？

杜江凌：英特尔从事研究工作的有1000多名员工，占到全公司员工总数的1%左右。在中国，ICRC目前有80多名员工，占到了英特尔研究人员的近1/10，是英特尔除了美国研究中心以外最大的研究团队。

ICRC的研究完全是为英特尔整个创新研究服务的，是全球研究体系中的重要组成部分。我们正在进行的项目都是比较前沿并且非常重要的技术，现在英特尔有四个重要研究方向，其中有两个是ICRC的研究重点，一个是万亿级计算，还有一个就是无线宽带。在研究方向中我们占到了一半，占了很大比重。

刘保华：在研究—开发—制造三个阶段当中，ICRC进行的是研究工作，处于最前端，真正研究的成果与产品化还有相当大的距离，您怎么看待自己从事的工作？英特尔总部对ICRC又是基于什么标准来考量的？

杜江凌：在英特尔的研究部门里，我们的投资力量分配得很均衡。从统计的分配比例上看，60%~70%的人力、物力都是在做怎么把技术应用到产品中去；其余30%左右的力量要进行创新研究，比如硅光技术，这在10年内也许很难应用到产品上，但必须要研究，因为英特尔知道这项技术至关重要。研究的关键性还在于技术成熟了，但还要克服哪些难点，比如是不是算法太复杂，无法在一个芯片上实现等，因此英特尔有部分员工前段时间做研究或开发，接下来可能去做产品化，直到最后跟踪完整个过程。

就我个人来说，我觉得回报很不错。虽然我们的研究距离产品还很远，但产品一旦问世，你知道这个产品的原始技术是自己的团队设计出来的，就会感觉到对公司的贡献，甚至是对人类的贡献。比如4年后发布的处理器的需求、产品定义很早就定下来了，现在已经知道用到了多少我们的研究成果。

不妨分享一件刚发生的事，我收到一封ICRC研究团队发来的E-mail，告诉我关于Cash QoS的研究进展，缓存也要有服务等级，根据不同优先级分配不同容量，这是我们提出的新概念，目前已经提出了算法原型。就是今天，CTO贾斯汀等几个技术权威回复对此很感兴趣，这项技术有可能在4年之后的处理器中应用到。到那时再回味我们当初做的事，我觉得会很有味道。

刘保华：ICRC的重要使命之一是与国内高校开展合作。今年，ICRC在这方面有没有具体计划？另外，ICRC去年建成了博士后工作站，目前发展情况怎么样，这些博士后研究人员以后的走向呢？

杜江凌：ICRC与清华共同建立了联合研究院，今年已经是合作的第三个年头了。今年我们计划继续与清华做共同研究，重点放在多核技术上。

建立博士后工作站是为学术界和工业界搭建一个人才平台，促进大学与ICRC的交流。目前已经有三名博士后研究人员进站研究。他们分别来自北大、清华和华中科技大学，就读期间就是优秀的学术带头人，现在从事着非常前沿的研究工作。我们把工业界最需要研究的课题告诉他，他们把高校的前瞻性学术研究结合进来，一些成果已经成为今年英特尔内部最高规格的技术研讨会上的报告课题，非常有成效。

至于出站后何去何从，我们尊重博士后的意愿，但不管在哪里服务都是双赢的。他们在ICRC得到进一步培养和提高，出站后必将成为提升我国研究水平需要的人才。同时，ICRC也通过这些优秀人才的工作，带动了相关研究，密切了与国内学术界的联系。

关于摩尔定理与处理器技术的研究步伐，英特尔(中国)研究中心总经理杜江凌与本报执行总编辑刘保华展开深入讨论。

记者手记:善舞平衡术

“别担心，只管去做”，“只有偏执狂才能生存”。同为英特尔创始人，诺伊斯与格鲁夫的名言异曲同工。冒险而不冒进，执着又敢于放弃，英特尔能在平衡木上翩然起舞，只因它对创新近于偏执的渴求已然融入血液。

没人会否认英特尔是个技术力量强大的公司，它的工程师文化根深蒂固。“过几年回头看看，那会很有味道”，杜江凌的强烈自豪感绝非技术派自得其乐，你会发现，他们略带“幻想”色彩的研究绝非一味追求新异，我们的生活也正在他们的前瞻性创造中悄然改变。

英特尔在技术与市场间同样演绎着平衡，IDF可算是小中见大的观景台。来自各地的听众，不仅是为了抢鲜接触英特尔最新的研究成果，更希望透过英特尔的视角，看看它描绘的未来生活究竟会怎样？

英特尔已由刚性地定位成IT业中心，过渡到让用户欣然体验将改变生活的创新应用，而其背后的技术支撑又早已蓄势待发，这样的变化可谓是对英特尔研究以万亿级计算为代表的前沿技术做出的生动注解。

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