中國北京2010年6月11日訊–即便放眼整個IC行業(yè),,像Chris Rowen博士這般愛談技術(shù),同時又可以講得如此深入淺出的,,著實(shí)少見,。他可以一邊舉起手中的iPhone做各種演示,,也可以拿起隨手拾見的小紙條寫寫畫畫來加強(qiáng)語氣。他咬字無比清晰準(zhǔn)確(尤其在諸如Interestingly或者particularly這類副詞的時候會讀得緩慢甚而產(chǎn)生了某種韻律感),,似乎是在運(yùn)用一種類似于詩人誦詩,,抑或冒險家在眾人面前娓娓道來諸多奇跡的情緒和語氣,來描述那些SoC設(shè)計(jì)的理念,。很神奇,。
而更加奇妙的是,,他幾乎經(jīng)歷過微處理器">微處理器的所有起起伏伏,前世今生,。他是RISC架構(gòu)的奠基人之一,,分別參與了Intel和MIPS公司的大躍進(jìn)時代,如今,,又帶著一種全新SoC架構(gòu)的理念,在或多或少地改變著我們的數(shù)字時代,。所以,,與其說是采訪,還不如說是在聽一個傳奇(而且這個傳奇也不過是翩翩中年哦?。┲v故事,。
Power Density、Parallel,、Multi-Core,、FPGA、RISC,、SoC,,這些詞于談笑間輾轉(zhuǎn)騰挪,有一瞬間,,我差點(diǎn)覺得對面坐著的是 Wes Anderson,,那個拍出過《了不起的狐貍爸爸》(Fantastic Mr. Fox)的我最中意的好萊塢導(dǎo)演。不避世也不趨世,。獨(dú)辟蹊徑,,信手拈來。關(guān)鍵都還挺帥的,。
1,、我看過您2004年寫的“復(fù)雜SoC設(shè)計(jì)”,非常喜歡的第8章(Chris Rowen :“SOC設(shè)計(jì)的未來”哈哈),。恩您還記得,。因?yàn)槟愕乃蓄A(yù)言都應(yīng)驗(yàn)了,這非常有趣,。所以我的問題是,,您如何看待再6年之后的SoC設(shè)計(jì),或者說和SoC 設(shè)計(jì)有關(guān)的那些技術(shù)趨勢,? (Chris Rowen :哇,,這個問題還不賴!)
Chris Rowen :我認(rèn)為這個市場的大方向還是相當(dāng)清楚的,??纯词袌鰧用娴幕沮厔?,再看看技術(shù)層面的基本趨勢,你就可以看到他們在哪里重合,。就技術(shù)而言,,你會發(fā)現(xiàn)摩爾定律(Moore’s Law)作為經(jīng)濟(jì)驅(qū)動力的事實(shí)。但是摩爾定律真正有趣的部分在于,,第一,,是“集成度(Density)持續(xù)提高”。每隔2年半或者3年,,硅密度就要提高一倍,,這意味著近一倍成本的降低,讓射頻產(chǎn)品中的數(shù)字模塊集成度越來越高,。這也意味著,,各種系統(tǒng)都在規(guī)模(Scale)上變得越來越小。所以無論是電腦亦或消費(fèi)電子設(shè)備,,每一個系統(tǒng)的目的都是集成于同一塊芯片,。這就變得有趣起來。因?yàn)樵谶^去,,你可以生產(chǎn)通用(Generic)存儲器,,通用處理器,通用射頻,,諸如此類,,然后一股腦兒放在一塊兒,建一個非常牛逼的專用(Specific)系統(tǒng),。但是在今天,,事情都顛過來了。你更希望把一坨不同的功能集合到一塊芯片上,。當(dāng)然在這個意義上,,你還是得搞出一塊專用芯片。但是挑戰(zhàn)變大了,,因?yàn)樾酒旧硇枰訉W⒂谀骋粋€特殊應(yīng)用,,而應(yīng)用處理器、內(nèi)部總線等等其他玩意兒,,也要變得更小更強(qiáng)更快,!
另一件吊詭的事就是,摩爾定律并沒有在晶體管層面帶來太多的功率改進(jìn),。在過去,,當(dāng)東西變小了,功率自然就降低了,,所以工程師也壓根不需要操心什么芯片架構(gòu)(Architecture),。而現(xiàn)在,,如果工程師想要優(yōu)化功耗,首先就要優(yōu)化架構(gòu),。他得考慮我怎么著才能更有效地完成這個計(jì)算,?譬如用更少的晶體管門或者運(yùn)算周期,甚至在這個任務(wù)不運(yùn)行的時候關(guān)閉掉相應(yīng)子系統(tǒng),??傊@活兒變智能(Intelligent)了,。
所以舉個例子啊,,比如你想做個手機(jī),就必須要注意區(qū)分不同的使用場景,,譬如聽音樂、看YouTube視頻,、發(fā)短信,、上網(wǎng),或者煲電話,,這些都是完全不同的情景,。你得關(guān)掉所有沒用的子系統(tǒng)。更細(xì)心,,更積極,。因此對于芯片設(shè)計(jì)師(Chip Architect)或者系統(tǒng)設(shè)計(jì)師來說,這是最好的時代,。因?yàn)橛羞@么多的事兒可做,。但對于一個晶體管工人(Transistor Guy)而言,這可真是最壞的時代??!一切都已經(jīng)上升,已經(jīng)上升到系統(tǒng)或者應(yīng)用的級別,。這就是技術(shù)領(lǐng)域正在發(fā)生的大事件,。
2、未來幾年市場方面的變化呢,?
Chris Rowen :說到市場,。我認(rèn)為最大的趨勢是一切都已經(jīng)移動起來,因?yàn)槿藗兊纳罘绞揭呀?jīng)徹底改變了,。當(dāng)你可以隨身攜帶那么多的設(shè)備,,就會希望能夠持續(xù)地連接到互聯(lián)網(wǎng) 上。這種影響不僅表現(xiàn)在設(shè)備上,,還表現(xiàn)在無線基礎(chǔ)設(shè)施,,以及云計(jì)算上,。而且經(jīng)濟(jì)層面的機(jī)會,將會隨之變得非常,,非常深遠(yuǎn),。因?yàn)槟銜吹剑┤缭谶@種設(shè)備 (Chris拿起手里的iPhone開始演示)的層面,,無線連接的帶寬起碼還要提高30倍,。為了獲得足夠豐富的娛樂體驗(yàn),我們或許需要幾十甚至幾百兆比特 的帶寬,。在世界每一個地區(qū),,高端用戶越來越多。中國就是一個鮮活的例子,。不光如此,。在印度、南美,、非洲,、加勒比海地區(qū),人人都希望持續(xù)不斷地連接到互聯(lián)網(wǎng),。
所以,,你必須很好地設(shè)定人們?nèi)找嬖鲩L的期望值。現(xiàn)在有10倍的寬帶人口增長每個人都有30倍的寬帶需求,,因此就有了300倍的寬帶要求,。而系統(tǒng)的每 個層面都需要滿足這種需求。對于無線基礎(chǔ)設(shè)施制造商來說,,他們的機(jī)會是巨大的,。譬如華為。但是制造商是沒可能贏得300倍收入的,。有可能獲得更多的收入,, 但不是三百倍以上。因此,,他們必須在得到大幅增加帶寬的同時,,大幅降低資金成本(Capital Cost)和經(jīng)營成本(Operate Cost)。
3,、那么接下來在SoC設(shè)計(jì)上會有什么事情發(fā)生,?
Chris Rowen :你可以看下無線基站作為例子。傳統(tǒng)意義而言,,它們是昂貴的,。你可以找些通用芯片、通用DSP、通用FPGA,??墒墙裉欤瑸榱藵M足對帶寬的要求,,您需要更 多的高度定制的SOC,,芯片平臺和軟件的需求也上升很快。所以這將使集成度更高,,每塊芯片上集成更多的DSP,,而每塊DSP上嵌入更多的軟件程序,甚至是 軟件內(nèi)容的爆炸性發(fā)展,。
有趣的是,,每部分網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施(Network Infrastructure)的功耗都是巨大的。那么即便為綠色節(jié)能考慮,,減少為更加緊密集成的系統(tǒng)都是異常重要的,。基站將明顯變小,,這意味著整個基站 都可變成塔頂?shù)囊粋€小盒子,,而不是……裝在塔頂可是簡單很多。
當(dāng)然在系統(tǒng)層面,,你一旦降低成本以后降低功耗也就水到渠成。所以這兩者之間是一個非常良性的關(guān)系,。關(guān)鍵是硅晶圓的集成,。這也是Tensilica會 如此迅速成長成為世界領(lǐng)先的DSP內(nèi)核供應(yīng)商之一的原因。
甚至可以看到這種變化體現(xiàn)到了云計(jì)算上,。因?yàn)楝F(xiàn)在你需要300倍的帶寬,,也就相應(yīng)地對視頻服務(wù)、視頻壓縮,、互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)庫搜索,、社會網(wǎng)絡(luò),如此等等,, 都提出了更高的需求,。而所有這些事情,真的都是很復(fù)雜的應(yīng)用程序呢,。
不過有趣的是,,他們都是些并行的應(yīng)用程序。這是個好消息,。因?yàn)樵谟?jì)算機(jī)業(yè)已經(jīng)發(fā)生的一件事情便是,,單個微處理器的速度已經(jīng)很難再提高了。Intel 在1990年,,戲劇性地發(fā)現(xiàn)了單處理器性能呈指數(shù)增長的改善,。但是他們也旋即發(fā)現(xiàn)當(dāng)處理器頻率達(dá)到約3.5到4GHz的時候,,功率密度(Power Density)遇到了瓶頸。于是,,他們開始嘗試多核技術(shù),。
還好人民群眾想做的事,基本都是天然就可以并行處理的,。所以,,你在做互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)庫檢索(Internet Database Search)的時候,確實(shí)可以設(shè)置多內(nèi)核,、多芯片,,甚至多系統(tǒng)。因?yàn)槟愕牟樵冋埱笸ǔ⒈话l(fā)往多個地點(diǎn),。所以在互聯(lián)網(wǎng)云計(jì)算的領(lǐng)域,,運(yùn)用多核的機(jī)會無比 廣闊。
而且確實(shí)存在是一個問題,,就是你如何在有效的MIPS指令內(nèi)獲得足夠低的功耗,。或者說,,如何在設(shè)計(jì)電池壽命最長的移動設(shè)備,,和最可擴(kuò)展的服務(wù)器之間 取得關(guān)聯(lián)?因?yàn)樗卸己凸挠嘘P(guān),,而非峰值的性能,。
4、那么Tensilica是如何來克服在功耗上的挑戰(zhàn)的,?和競爭對手比起來又有何區(qū)別,?
Chris Rowen :舉個例子。Tensilica贊同為特定的任務(wù)去優(yōu)化處理器,。優(yōu)化流水線(Pipeline),,優(yōu)化接口,優(yōu)化設(shè)計(jì)層面,,然后把多個內(nèi)核放在一起,,以建 立一個多核系統(tǒng)。這種優(yōu)化的能力將產(chǎn)生巨大的影響,。我會在今天下午的會上談到這個稱作Turbo解碼器的專用(Specialized)處理器,。 Turbo是一種特殊的算法,可以從嘈雜的噪聲中提取有用信息,,在一個工作循環(huán)(cycle)內(nèi),,這個解碼器可以執(zhí)行大約3萬次,哦對的沒錯3萬次 RISK指令。是的,,通用的壓縮(Compression)處理器只能執(zhí)行一次指令,,而這個專用處理器可以執(zhí)行3萬次。當(dāng)然這是一個極端的例子,,只是想表 明當(dāng)你知道你的問題在哪里,,你就可以做出很多令人難以置信的事情。并行,,并因此難以置信的高效率,。
同樣的原則可以適用于各個層面,適用于各種其他門類的專用DSP,、無線接收器,,適用于基帶和音頻的通用DSP,也適用于客戶意欲進(jìn)行視頻處理或其他 圖形壓縮,、安全操作,、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議處理,以及廣泛應(yīng)用于射頻的深嵌入式控制(Deeply Embedded Control),。
Tensilica特別集中精力于那些能夠?qū)iT優(yōu)化的能力,,以及真正方便使用多核的能力。而因此,,我們從那些傳統(tǒng)的CPU老家伙們中區(qū)別了出來,。譬 如Intel、ARM,、MIPS,,或者其他什么人。他們都面臨一個相同的物理問題,,摩爾定律在給了他們更多的晶體管之后,卻沒有給他們更好的功率控制,,對 不對,?
他們很少去考慮并行的問題。而與之相反,,我們在應(yīng)用層面非常努力地工作,,以期尋找到解決方案。在云計(jì)算那段,,我們確實(shí)可以將任務(wù)分割成很多子任務(wù),, 但是當(dāng)我在這里玩游戲(Chris又一次拿起手里iPhone開始演示),我真的被限制了,。你看,,一個手指只能玩一樣?xùn)|西哈。因此在應(yīng)用處理器的層面,你 真的無法得到啥好處,。MIPS,、ARM,甚至還有Intel,,都面對著這樣一個無法在當(dāng)前硅科技下有效完成多任務(wù)的問題,。而那是我們擅長的。
我們看到這個市場在迅速增長,,去年的出貨量增長了大約70%,。然后我們會試圖進(jìn)入所有的DPP(Data-Plane Processor)領(lǐng)域,包括DSP,、音頻視頻,、安全,以及深嵌入式控制,,這其實(shí)和應(yīng)用處理器的范疇離得很遠(yuǎn),。所以啊,我們常常會發(fā)現(xiàn)自己和MIPS,、 ARM或Intel出現(xiàn)在同一塊芯片上,。你知道吧,其實(shí)我們就是工廠的工人?。–hris突然哈哈大笑),!因?yàn)橛羞@么多不同的處理器,在Date- Plane里又有這么多不同的任務(wù),,那些小而高效的處理器會有很多機(jī)會,,很多接口(Socket)。
這種對于應(yīng)用處理器或者接口的互補(bǔ)性,,甚至于可以讓應(yīng)用處理器在執(zhí)行類似于信號處理這種實(shí)時任務(wù)的時候,,也完全關(guān)閉?;蛘弑热缍嗝襟w應(yīng)用,,應(yīng)用處理 器當(dāng)然可以去做,但是如果我們優(yōu)化專用音頻DSP的話,,將獲得4到5倍的效率,。尺寸更小,單位時間內(nèi)的吞吐量卻更大,。而且可以用如此多的音視頻處理器夠你 選擇,。所以幾乎任何時刻,系統(tǒng)設(shè)計(jì)師或者SoC設(shè)計(jì)師都可以通過區(qū)別應(yīng)用場景的方式,,來決定卸載(Off Load)哪個處理器,。
這也是為什么我認(rèn)為我們可以在音頻方面取得這么大的成功,。當(dāng)你正在設(shè)計(jì)一個手機(jī),或者閱讀顯示器,,或者機(jī)頂盒,,或者數(shù)字電視,或者數(shù)碼相機(jī),,你會 說,,啊,這里有一種場景需要我做大量音頻的工作,。于是,,把那種卸載很自然地就被設(shè)計(jì)到到基本構(gòu)架里去了。
而且,,我們可以為應(yīng)用層面的處理器自動生成軟硬件,,尤其是基于音頻和基帶的非常全面的軟件庫(Software Libraries)。因此,,不管是老手還是菜鳥,,在我們的店鋪里都能找到他們所有需要的軟硬件解決方案,以幫助他們最快地進(jìn)入市場,。集成音頻,、集成基 帶,或者其他各種功能,。
5,、那么Tensilica有什么具體的應(yīng)用嗎?
Chris Rowen :今天下午,,我將討論一下移動電話,。這是一個巨大的市場,一個可以滿足之前所說帶寬需求的市場,。特別是從當(dāng)前正從3G向4G升級,,大家都聚焦在LTE身 上。不僅因?yàn)長TE看上去很像是最后標(biāo)準(zhǔn)的勝者,,也因?yàn)樗浅O馱iMax,。我們已經(jīng)能夠提供參考設(shè)計(jì),幫助客戶建立他們自己定義的多核LTE手機(jī),,在市 場中搶得先機(jī)。這只是一個我們進(jìn)入領(lǐng)域的實(shí)例,。
我們也在做一個很類似的數(shù)字電視解調(diào)器,。因?yàn)橛腥讼M葹橐苿討?yīng)用又為起居室設(shè)計(jì)一種通用的數(shù)字電視接收器。這里有個很大的問題,,就是全世界在視頻 領(lǐng)域有好多不同的標(biāo)準(zhǔn)和概念,,而每個人都真心希望擁有一塊可以解決一切的視頻芯片,。我們準(zhǔn)備來設(shè)計(jì)一塊。其實(shí)應(yīng)用一樣的原理,,就是找些DSP和專用核,,優(yōu) 化最密集的任務(wù),并充分利用我們最重要的能力——生成處理器的功率效率非常小,,以及和世上最穩(wěn)定的通用DSP一樣易于編程的軟件工具,。昨天晚上客戶還和我 們說,DSP如此招人待見的最主要原因就是可編程,。譬如TI的那些DSP,。我們同樣在努力使編譯器更強(qiáng)大,使程序模型簡單,,使程序員更不操心,。我們還微處 理器的流水線設(shè)計(jì)上增強(qiáng)了視覺效果。這種架構(gòu)下要還能生成不正確的代碼,,也怪難的,。
因此,我們擁有一個非常高效的處理器,。但是效率(Efficiency)這個詞值得商榷,。傳統(tǒng)意義上而言,效率就是指最少的門數(shù),、最小的功耗,,巴拉 巴拉。但效率也是將產(chǎn)品推向市場的時間,。需要多少工程師才能部署好這個系統(tǒng),?每行代碼的成本是多少?每個工程師小時(Engineer Hour)所能帶來的收入,?除了硅片層面的效率以外,,這些同樣是測量效率的重要參數(shù)。我認(rèn)為我們在這兩面都推動得很好,。剛才討論的那種架構(gòu),,也特別適合在 大量出貨的領(lǐng)域。移動設(shè)備,、客廳設(shè)備,、數(shù)碼相機(jī),這些都是我們做得非常好的地方,。這幾個領(lǐng)域四大廠商中的三位,,十大廠商中的六個都是我們的客戶。
我們主要是在DPP方面擁有很強(qiáng)的知識積累,,但同樣的影響也已經(jīng)開始在云計(jì)算上面出現(xiàn),。當(dāng)然,,現(xiàn)在云計(jì)算的變化還比較慢,部分原因是它并非對功耗如 此敏感,,但我認(rèn)為整體上還是會有影響的,。
6、您會在很多其他領(lǐng)域譬如數(shù)字電視和有線通信,,使用這種結(jié)構(gòu),?
Chris Rowen :當(dāng)然。那些可以為不同應(yīng)用優(yōu)化處理器的架構(gòu)是很重要的,。而且我們也發(fā)現(xiàn),,即使在一個新的水平,很多需求也是 相似的,。因此同樣的Hi-Fi工具,,同樣的音頻DSP,即可部署在世界最好的智能手機(jī)上,,也同樣可以部署在最好的數(shù)字電視,、藍(lán)光(Blue Ray)影碟機(jī)上。因?yàn)樗欠浅P《斓?。這方面的要求是相同的,。
同樣,如果你看下Altas LTE的內(nèi)部架構(gòu),,其主要構(gòu)造模塊BBE16或許是世界上最快的DSP核,。而它同樣也在數(shù)字電視解調(diào)子系統(tǒng)中使用。同樣再一次因?yàn)樗目焖?、易編程,,以?節(jié)約功耗。所以,,我們可以看到在手機(jī)和客廳之間,,在這兩個媒體處理器和基帶處理器之間,都有著共同的需求,。
7,、我看到您說,芯片的整合將集中在射頻,、存儲和數(shù)字電路,。那么您覺得它們?nèi)哌€有可能合并成一個嗎?
Chris Rowen :嗯,。如果你從半導(dǎo)體工藝(Semiconductor Process)技術(shù)的角度來看,,我認(rèn)為在晶體管和器件優(yōu)化的層面將會有些事情發(fā)生。因此在某些情況下,,你可以作出權(quán)衡,。特別是,我們正與很多客戶一起工 作,,以簡化射頻電路,。通過盡量多的數(shù)字處理器,你可以部分程度地脫離射頻和數(shù)字間的邊界,。由于相比射頻而言,,數(shù)字會有更加陡峭的生產(chǎn)成本曲線(Cost Production Curve),我們也就有更大的動力去做,。因此,,我們會越來越依賴于數(shù)字方面的有效解決方案。
同樣的事情發(fā)生在存儲器,。人們偶爾也會使它們結(jié)合在一起,,但不是一個簡單的組合,內(nèi)存的加工設(shè)備(Fabrication Facility)與一般的優(yōu)化有所不同,。所以我相信,,多芯片封裝(Multi-Chip Packaging)將越來越重要。尤其當(dāng)你將芯片組(Die)一塊又一塊摞起來的時候,。所以,,你可以在數(shù)字芯片組上面摞存儲芯片組,然后上面再摞射頻芯 片組,。這有可能在成本上是最劃算的,。然后也可能有一種折衷的工藝技術(shù),把它們所有三個都放在一塊硅片上,。這取決于你的應(yīng)用程序,,比如需要一些存儲單元,又 或者需要一些射頻的單元,。
但最終,,我想我們還會堅(jiān)持三套不同的加工工藝,然后依靠封裝技術(shù)來整合在一起,。不過這并不意味著,,只要你能想辦法把它們?nèi)齻€捏一塊兒,你就得到一個 系統(tǒng)(System)了,。因?yàn)檫€有物理屬性的要求,,比如要多加塊電池什么的。但總的來說你要知道,,物理尺寸是會越來越小了,。
但你要知道還有個巨大的挑戰(zhàn),就是人們的手指不能變小,,眼睛也不能變小,。 (EEtrend:尤其是男生,,哈哈!)對,,所以所謂得到“小尺寸”的設(shè)備,,我們還是有實(shí)際限制的。我們在元器件層面的小,,其實(shí)是對應(yīng)于我們自己可以接受 多小的屏幕和按鈕,。所以說到最后,這事兒還是更和成本相關(guān),。
8,、在書里您還預(yù)測了FPGA的未來。而幾天之前,,Xilinx宣布嵌入ARM 的Cortex A9核,。您覺得這是否是一種新趨勢?是否與Tensilica的 DPU形成競爭呢,?
Chris Rowen :其實(shí)……并沒啥,。我的意思是這種往處理器里一股腦嵌入FPGA的活兒,大概已經(jīng)折騰了快10年了,。 Altera宣布他們與ARM互相嵌的時候,,讓我想想啊,也是8年前了吧,? (Larry:沒錯?。?br />
所以,這就跟任何一個系統(tǒng)想要找塊芯片,,或者三塊芯片一塊兒呆著,,沒啥區(qū)別。當(dāng)然,,偶爾你也會碰巧搞出一塊啥都囊括了的數(shù)字芯片,。話說回 來,F(xiàn)PGA兄弟們有一個根本性的挑戰(zhàn),,那就是FPGA的通用性非常高,,可以做的事兒也賊多。但禍福相倚,,要是讓它專注做一件事的話,,也就不是那么有效率 了。所以,,如果你想真正有效地利用處理器,,我估計(jì)你情愿在處理器里隨便嵌一個稍微穩(wěn)定點(diǎn)的東西,而不是FPGA。
我認(rèn)為這是非常自然的一步,。Xlinx以前也搭過Power PC,,對吧?這其實(shí)是一碼事,。它壓根沒有改變?nèi)魏卧械募軜?gòu),,也沒有在CPU和FPGA的功能之間取得任何邏輯上的合并(Merge)。部分是因?yàn)樗麄儧] 有任何合并的工具軟件模式,。
當(dāng)然,F(xiàn)PGA是很容易配置的,,而且價格也便宜,。因此,他們占據(jù)了一部分的市場,,尤其是那些量低而開發(fā)成本又低的,。因此,我們在市面上看到大量的 FPGA設(shè)計(jì),。但是基于FPGA的設(shè)計(jì)總量是很小的,。它其實(shí)是一個利基(Niche)市場。極端地說,,即便有很多工程師在使用它,,但幾乎所有都是低產(chǎn)量 的。
所以我的意思是,,F(xiàn)PGA很重要,,但不是Tensilica公司關(guān)注的。我們專注于高產(chǎn)量,,并且?guī)椭切┰噲D在設(shè)計(jì)上節(jié)約幾納米硅片的兄弟 們,。(EEtrend:完全兩個不同的群體咯?)是啊,,他們離得是遠(yuǎn)了點(diǎn)兒,。當(dāng)然他們偶爾也會重疊。譬如基站,。以前有很多基站是采用Altera的儲存方 案的,。挺重的。慢慢地我們看到越來越多因?yàn)槿萘?、成本和功耗的要求,,從FPGA轉(zhuǎn)向了更加高集成度的芯片解決方案。
9,、我在IEEE的設(shè)計(jì)與測試(Design & Test)上看到一篇您的談話,。您說,如果我們想要進(jìn)入嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)的大規(guī)模并行領(lǐng)域,可配置的多核處理器SoC就有一些問題必須得到解決,。幾年前,,您 還提到過,Intel最大的問題是怎樣為通用計(jì)算應(yīng)用配置多核處理器,。您現(xiàn)在還覺得多核處理器遭遇困境嗎,?
Chris Rowen :這個……其實(shí)是分開的兩碼事。對于多核應(yīng)用層面而言,,確實(shí)存在著重大考驗(yàn),。就是如何找到足夠多的線程 (Thread)來運(yùn)行。但它不是Intel單獨(dú)遇到的問題,。這是一個涉及到應(yīng)用程序是如何被調(diào)用,,以及在當(dāng)下如此小型的設(shè)備上如何架構(gòu)的問題。即便打開 我自己的筆記本電腦,,當(dāng)我想看看到底有多少個線程準(zhǔn)備在跑,,它基本上都是很少的。通常情況下,,操作系統(tǒng),、用戶界面和應(yīng)用程序開發(fā)等等所調(diào)用的方式,都完全 沒有最大化利用線程的數(shù)量,。
所以,,我認(rèn)為你在基本的架構(gòu)層面可以做的,就是提供更多的線程運(yùn)行,,并且充分地利用到并行,。當(dāng)然在應(yīng)用層面也會有很多層級限制。你知道現(xiàn)在很方便就 去搞個四核八核十六核的,,但是在PC這一端,,相對于服務(wù)器,只有相對較少的條件可以讓我們找到這些線程,。于是一大現(xiàn)象便是操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序的逐步重組 (Restructuring),。
另一個同樣重要的現(xiàn)象是,確定哪些任務(wù)可以被放進(jìn)數(shù)據(jù)層(Data Plane),。讓我們來想想哪些東西通常是可以被放進(jìn)數(shù)據(jù)處理器的,,譬如在無線信道這類的通訊子系統(tǒng),譬如存儲系統(tǒng),,比如你怎么分發(fā)數(shù)據(jù),,或者你知道的, 安全冗余,,也可能是針對壓縮流(Packing Stream)的特殊網(wǎng)絡(luò)處理器,,它可以是視頻也可以是音頻。這些東西其實(shí)是更本質(zhì)(Inherently)的并行處理。
所以吧,,我覺得這里有兩種并行重組,。其一是所謂的,去各地兒找更多的線程應(yīng)用,。另一種是為了維持整體系統(tǒng)中卸載(Off Loading)并行部分的最大值,,并讓之進(jìn)入數(shù)據(jù)層。實(shí)際上我認(rèn)為,,在數(shù)據(jù)層提取并行是更容易操作的,。因此,在數(shù)據(jù)層有效使用多核的數(shù)量,,遠(yuǎn)大于單單在 應(yīng)用層面使用的多核,。這也就是為啥我們認(rèn)為自己正走在康莊大道上。關(guān)注于數(shù)據(jù)層,,可以使我們在多核方面的成長速度大大超過那些只盯著應(yīng)用層面的兄弟。
10,、所以在手機(jī)上就不是個問題咯,?
Chris Rowen :恩可以這么說。這變得相當(dāng)容易,,讓我們舉一個LTE基帶(Baseband)的例子吧,。我們的Atlas平 臺可以弄出七或八核,取決于你想怎么用,。DoCoMo和他的合作伙伴,,NEC、富士通以及松下,,已經(jīng)宣布并且詳細(xì)描述了他們LTE基帶架構(gòu),。第一代是8到 10核。另一個叫做Blue Wonder Communication的合作伙伴也推出了他們的8至10核的LTE基帶,。因此,,現(xiàn)在就有三種不同的LTE基帶,而這三種都使用了約8個核,。在這個層 面上是可以有大量的并行解決方案的,。
再看看下一代的LTE,大概有六點(diǎn)性能方面的因素需要考慮,。其中一些是單核怎樣可以更快,,但更大部分和多核有關(guān)。所以我們很容易找到那些有效應(yīng)用而 20核甚至更多核于單一功能譬如基帶的案例,。和那些圍觀應(yīng)用處理器的哥們比起來,,他們?nèi)绻杏X好,就整兩個核玩玩;如果還很爽,,那就再整四個,。我覺得在數(shù) 據(jù)層和應(yīng)用層上,多核是有完全不同的機(jī)會的,。(E:太清楚了?。?br />
11、時間不早了,,最后一個問題吧,。您當(dāng)年在斯坦福參與奠基了RISC 架構(gòu),后來也曾是MIPS的共同創(chuàng)始人,。那么,,請問您如何看待RISC架構(gòu)的未來?依舊是ARM和MIPS之間的戰(zhàn)爭,,抑或會發(fā)生一些新的大事件,?
Chris Rowen :這個……在科學(xué)上,理想架構(gòu)已經(jīng)完全改變了,。這場關(guān)于CISC和RISC架構(gòu)的爭論,,其實(shí)就是通用 (General Purpose)架構(gòu)甲跟通用架構(gòu)乙之間的競爭罷了。RISC贏得了一職半銜,,是因?yàn)樵谀硞€特定時期內(nèi)它手下有好幾十項(xiàng)半導(dǎo)體技術(shù),。但在這場戰(zhàn)爭中,摩爾 定律一下給出了這么多的晶體管,,以至于你隨便搞個簡單的解碼或者流水線,,都能奢侈地愛用多少就用多少。沒人管,。所以一個RISC解碼器可能要一萬門,,而 CISC解碼器需要五萬門。其實(shí)也差不多了多少,。
不過我覺得除了通用架構(gòu)之間互掐以外,,還有一場更加深遠(yuǎn)的革命。我們現(xiàn)在來比較通用架構(gòu)和一大家子的特殊用途(Special Purpose)架構(gòu),,怎么樣,?幾乎任何時候你都可以說,如果一個產(chǎn)品是圍繞某種特定的需求來設(shè)計(jì),,那么特殊用途架構(gòu)鐵定勝出,。 RISC扁了CISC一段時間,因?yàn)樗男矢叱?倍以上,。那么為具體應(yīng)用特殊定制的架構(gòu),,就比所有通用架構(gòu)都高效5至10倍以上了,。
因此,這個世界不能再簡單分成我的通用架構(gòu),,和你的通用架構(gòu),。當(dāng)然對于那些非常分散(Defused)并且普適(Generic)的應(yīng)用程序,就好 比在筆記本上用的那些,,我們還是需要通用架構(gòu)的,。因?yàn)橐粫耗阋匆曨l,一會兒又要運(yùn)行Word或(E:打游戲),,對,,或者Excel工作表。這是非常多 樣的,。所以你需要一個德智體全面發(fā)展的處理器,。不能太特別。
但總之,,你不得不面對一個世界,,那里有各種各樣不同的任務(wù),而每樣任務(wù)都是獨(dú)特的,。而且更為重要的是,,當(dāng)你因?yàn)槟柖啥谛酒霞傻钠舷到y(tǒng)越 多,你越會發(fā)覺有足夠多的處理器適用于各種特定的應(yīng)用子系統(tǒng),。
因此對于我來說,,計(jì)算的未來不是產(chǎn)生新的通用架構(gòu),,而是特殊用途架構(gòu)的集合,。譬如一個音頻子系統(tǒng)、視頻子系統(tǒng),,一個基帶子系統(tǒng),、存儲子系統(tǒng),哦對,, 還有應(yīng)用處理器子系統(tǒng),。其中只有一個需要通用的結(jié)構(gòu)(Construction),其他里面都將是特殊的架構(gòu),。在科學(xué)上,,摩爾定律帶來多核,多核又將帶來 特殊架構(gòu)的解決方案,。異型多核(Heterogenic Multi-Core)就是一種新架構(gòu),。而且我覺得會成為主流。Intel,、ARM,、MIPS這些公司當(dāng)然還會有很大的市場,,但只限于應(yīng)用處理器領(lǐng)域。其 實(shí)在科學(xué)上,,通用目的(General Purpose)最終就會變成某一個特殊目的(Specific Purpose),。(E:這真的很有趣。謝謝您?。?br />
Chris Rowen :歡迎,。你們的問題都蠻好玩的。
關(guān)于Tensilica公司
Tensilica是業(yè)界領(lǐng)先的且經(jīng)驗(yàn)證的可配置處理器IP供應(yīng)商,。數(shù)據(jù)處理器結(jié)合了CPU和DSP的功能,,針對不同應(yīng)用可以提高10到100倍的性能,Tensilica的自動化處理器設(shè)計(jì)工具能夠針對應(yīng)用快速定制內(nèi)核,,以滿足其特殊的數(shù)據(jù)處理性能需求,。Tensilica可配置處理器為OEM制造商及世界前十大半導(dǎo)體廠商中的五家廣泛使用,這些產(chǎn)品包括移動電話,、消費(fèi)類電子設(shè)備(包括數(shù)字電視,,藍(lán)光DVD,寬帶機(jī)頂盒,,便攜式媒體播放器),、計(jì)算機(jī)、存儲,、網(wǎng)絡(luò)和通訊芯片,。更多關(guān)于Tensilica獲得專利的可配置處理器產(chǎn)品信息,請?jiān)L問公司網(wǎng)站:www.tensilica.com .