英特爾和微軟正在漫長(zhǎng)的道路上一步步地走向他們所構(gòu)想的藍(lán)圖,，即為未來(lái)多核處理器設(shè)計(jì)新型并行編程模型,。兩個(gè)公司在英特爾發(fā)展論壇上發(fā)表了各自所取得的進(jìn)展。

微軟的新版本中,，為系統(tǒng)軟件棧添加了新的層,，并為它的.Net集成環(huán)境進(jìn)行了一些擴(kuò)展,。英特爾則計(jì)劃對(duì)x86指令集進(jìn)行擴(kuò)展，并展示了在Ct上的進(jìn)度,，Ct是C++設(shè)計(jì)語(yǔ)言的擴(kuò)展版本,，旨在提供更好的并行化計(jì)算。

從用于計(jì)算開始,，軟件的發(fā)展便憑借著摩爾定律關(guān)于串行處理器的發(fā)展而不斷提高其性能水平,。然而，隨著微處理器上的功率泄露的問題不斷嚴(yán)重,，迫使向多核方向轉(zhuǎn)移,。去年年底發(fā)起的微軟并行計(jì)算計(jì)劃的主持者David Callahan稱，這意味著向并行計(jì)算模型的歷史性過渡,。

微軟與英特爾正在支持著各種學(xué)術(shù)性研究,，來(lái)推進(jìn)這方面的發(fā)展。在英特爾技術(shù)峰會(huì)上,，學(xué)者們與企業(yè)界內(nèi)部團(tuán)隊(duì)分享了一些進(jìn)展情況,。

這樣的工作似乎還不夠雄心勃勃,，微軟更希望使用并行計(jì)算的轉(zhuǎn)變推動(dòng)計(jì)算機(jī)界面的發(fā)展。

Callahan稱,，“這實(shí)際上是我們希望實(shí)現(xiàn)的自然與經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合的新的布景,。并行計(jì)算轉(zhuǎn)化只是前進(jìn)路上的一個(gè)小插曲?！?/p>

在開始并行工作前,，底層軟件需要整體調(diào)整。Callahan表示,，未來(lái)的系統(tǒng)軟件將會(huì)分成更多的層,，形成更多的單獨(dú)組件，包括在應(yīng)用庫(kù)和進(jìn)程管理程序（hypervisors）之間定義用戶空間的新的運(yùn)行環(huán)境,，以及關(guān)鍵操作系統(tǒng)內(nèi)核,。

運(yùn)行環(huán)境將作為調(diào)度器，與進(jìn)程管理程序及操作系統(tǒng)之間協(xié)調(diào)工作,。進(jìn)程管理程序虛擬地映射著物理資源,，而操作系統(tǒng)對(duì)物理硬件的訪問進(jìn)行管理。Callahan稱,，“這是一個(gè)對(duì)傳統(tǒng)操作系統(tǒng)服務(wù)的重構(gòu),。”

這樣的目的是更好的處理在多核環(huán)境下競(jìng)爭(zhēng)請(qǐng)求,。即使今天的PC也并行著執(zhí)行“可怕數(shù)目”的進(jìn)程,，于是形成了時(shí)序處理的瓶頸以及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的丟失。

微軟會(huì)把其運(yùn)行層公布給第三方,，其中包括英特爾公司，因?yàn)槲④涱A(yù)計(jì)未來(lái)將需要很多種從不同廠商抽象得來(lái)的用于不同服務(wù)種類的互操作軟件抽象,。未來(lái)的軟件還需要在下面幾個(gè)方面進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)：協(xié)作調(diào)度,、更好的線程級(jí)性能以及增強(qiáng)消息傳遞。

Callahan稱,，“這將是一系列深刻的改變,，甚至需要重新構(gòu)建庫(kù)文件并重新編寫應(yīng)用程序?！?/p>

RapidMind 公司的首席科學(xué)家Michael McCool稱,，“這是一個(gè)雄心勃勃的轉(zhuǎn)變，也是他們（微軟與英特爾）第一個(gè)目標(biāo),?！?RapidMind公司從事于為x86和其他處理器提供并行編程工具。

McCool還補(bǔ)充說(shuō),，“最初,，他們已經(jīng)完成了一些顯著的支持并行任務(wù)的事情,，但我沒有看到在對(duì)數(shù)據(jù)抽象方面上的任何努力?！?/p>

McCool稱,，未來(lái)并行編程模型要新的類型來(lái)對(duì)數(shù)據(jù)排序，因此數(shù)據(jù)可以在合適的時(shí)候匯集到緩存中的合適位置,。他還指出,，英特爾最新的高速處理器互連，顯著得減少了等待時(shí)間,，但如果錯(cuò)誤數(shù)據(jù)出現(xiàn)在緩存中,，等待時(shí)間又會(huì)顯著增加。

新的工具和新的設(shè)計(jì)語(yǔ)言

在編程工具的領(lǐng)域中,，Callahan稱,，微軟正在對(duì)其基于C#3.0語(yǔ)言的.Net環(huán)境進(jìn)行擴(kuò)展。英特爾稱其將在11月份發(fā)布四個(gè)新的并行編程工具的測(cè)試版本,。

Callahan稱,，程序員們將需要一整套新的工具集來(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)試、優(yōu)化以及驗(yàn)證其編寫的并行代碼,。調(diào)試工作將從單步執(zhí)行形式變?yōu)榭梢暬ぞ邅?lái)獲取上千次同步任務(wù)時(shí)所反映出的趨勢(shì),。

在設(shè)計(jì)語(yǔ)言方面，英特爾談?wù)摰紺t,，即C++用于多核處理器的擴(kuò)展版本,。該語(yǔ)言目標(biāo)是自動(dòng)為多個(gè)核劃分處理任務(wù)，而不需要程序員了解x86架構(gòu)的深層細(xì)節(jié),。

從英特爾公司協(xié)作技術(shù)組的工程師Anwar Ghuloum顯示的數(shù)據(jù)看,，使用該語(yǔ)言在四核系統(tǒng)上運(yùn)行同樣的代碼可以加速1.7至3.7倍。Ct最初的目標(biāo)是用于英特爾通用Nehalem四核心芯片組,，但目前已經(jīng)升級(jí)在16核Larrabee圖像處理器原型上運(yùn)行,。

McCool 稱，“RapidMind和Ct都在指向并行計(jì)算這同一方向,，但我們更關(guān)注于更長(zhǎng)遠(yuǎn)的成熟的商業(yè)供應(yīng),，而當(dāng)前Ct仍然只是一項(xiàng)正在研究的API?！?/p>

英特爾還討論了其先進(jìn)矢量擴(kuò)展（AVX）,，作為取代當(dāng)前在英特爾處理器上使用的流式SIMD擴(kuò)展版（SSE）指令集擴(kuò)展。

AVX被認(rèn)為將為并行計(jì)算提供比SSE更優(yōu)越的環(huán)境,，提升浮點(diǎn)性能并增加了更廣泛的單指令和多數(shù)據(jù)（SIMD）單元,。不過，AVX到英特爾SandyBridge處理器問世后才會(huì)全面實(shí)現(xiàn),，SandyBridge是一款32納米處理器,，預(yù)計(jì)2010年推出,，是繼當(dāng)前Nehalem型CPU兩代后的產(chǎn)品。

另外,，英特爾透露了Nehalem處理器性能得以優(yōu)化的新功能,，這些功能是其他一些CPU核中沒有采用的。這個(gè)功能可以在一些核閑置時(shí)自動(dòng)關(guān)閉這些核,，從而為其他仍在運(yùn)行的核提供更多可用的芯片級(jí)電源,。

該技術(shù)涉及到新的帶有高阻抗的晶體管設(shè)計(jì)，從而減少了來(lái)自已經(jīng)關(guān)閉的核的泄漏電流,，同時(shí)在處理器上還使用了百萬(wàn)門晶體管控制器和傳感器,。

負(fù)責(zé)Nehalem電源管理的英特爾院士Rajesh Kumar稱，“你能控制的電源越多,，實(shí)現(xiàn)的性能越佳,。”

競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手AMD公司已經(jīng)有能力在其處理器上通過獨(dú)立的電源層來(lái)單獨(dú)運(yùn)行各個(gè)核,。此前,，英特爾稱，這樣的特征并不能顯著節(jié)省電源,。