剑指SoC，AMD和英特尔再度开战

　　AMD公司和Intel公司正在迅速提升各自的系统级芯片(SoC)能力，以期在此基础上开发新产品和新工艺。虽然两家公司仍将继续设计高端定制微处理器，但是其竞争力的持续增强将取决于他们究竟能利用可重用内核做出怎样的芯片？

　　就在上个季度，Intel公司正式成立了由Gadi Singer领导的SoC推进小组，Singer曾在Intel领导过许多大型项目，还身兼Intel公司设计自动化软件部门领导人。与之相比，AMD公司或许拥有少许领先优势，该公司宣称其在三年前就开始研究旨在复用的内核和设计流程。

　　两大公司如此看重SoC，原因在于大功率CPU正在向多核处理器转变。除此外，二者还在传统PC市场之外寻找机会，其中不乏各种消费类市场。

　　“每个主元素要想向前发展，就必须寻找使其复用的途径。”成功领导Intel开发奔腾、Itanium和蜂窝处理器的Singer表示，“我们的新小组正在定义实例、流程和架构，它们将实现所有Intel产品的即插即用。”

　　Intel公司没有透露该小组的正式成员数量或预算，但表示小组的任务包括为硅片模块和系统级封装(SiP)器件定义互连和测试标准。Singer和其它成员认为，对于一个在实现顶级性能电路层方面有长期定制设计传统的公司来说，向SoC转移并不容易。

　　“开发高度模块化的产品需要付出更多努力，有时会与一个项目中的其它目标相冲突，因此我们在这方面有一些延迟。”Singer说道，“但这个额外的努力非常值得去投入。展望未来，拥有SoC功能将成为我们竞争能力的一部分。”

　　Intel透露，目前该公司至少有4款SoC是针对传统PC市场之外的系统而开发的，它们分别是：瞄准存储网络的Tolapai；面向手持终端的Silverthorne；用于高端可视化系统的Larabee；用于有线消费设备的Canmore。每个芯片的使用情况还都只是呈现了冰山一角。

　　“我们这个小组的主要任务是开发一系列交流供电的SoC，以及诸如解调器和调谐器等外围芯片。”Intel公司消费电子部门总经理Bill Leszinske表示。

　　Leszinske是在两年前，即Intel公司进行重组决定放弃设计微显示器芯片时加入该部门的。去年4月，该部门发布了其首款产品——基于Xscale的CPU，面向机顶盒应用。现在，台湾中华电信已经开始使用该款芯片。除了基于X86的Canmore外，该部门还在协助设计用于打印机的双芯片版Tolapai。

　　“Intel在SoC方法学上明显扮演着追随者的角色。”市场研究公司Gartner的半导体研究副总裁Bryan Lewis指出，“改变设计文化非常困难，因此Intel不得不砍掉这个项目。他们要与TI、意法微电子和IBM等许多公司竞争，而这些公司十分了解SoC技术。”

　　Intel公司的许多竞争对手都有过开发ASIC的历史，这正是SoC技术诞生的市场。“Intel进出ASIC市场两次了，这也正是其落后的原因所在。”Lewis指出。

图1：AMD Bulldozer瞄准PC和服务器应用。

　　两大公司的SoC进展

　　与此同时，“宿敌”AMD公司已经在可复用X86内核和SoC设计流程方面默默耕耘三年有余。“我到AMD时就有强烈的责任感，要看到SoC理念应用到X86。”AMD公司高级职员Chuck Moore表示。他曾在IBM公司领导开发过Power4。

　　Moore协助建立了出色的20人SoC中心，该中心专注于解决接口标准和设计流程等问题。他还领导AMD公司下一代X86内核Bulldozer的设计，该内核的目标是能在各种PC处理器中得到复用。

　　“未来的构想是面向多个市场的多种SoC产品。”Moore表示。

　　还有一个名为Bobcat的独立内核，使用对象是功耗能够低至1W的消费类设备，目前AMD公司还没有披露Bobcat产品的详细计划。

　　Intel公司的ultramobility小组也在开发类似的低功率X86内核。Singer透露，Intel的内部SoC设计师可以将它作为可复用内核。

　　到目前为止，AMD已经完成了SoC的地址、数据和控制接口定义，并且定义了宽带高速链路，上面的协议也针对片上通信进行了优化，Moore表示。

　　“向SoC发展是我们这个行业的必然趋势。如果不采用SoC，开发成本将会急速上升。”Moore指出。

　　AMD即将推出的被称作Griffin的集成式笔记本CPU，以及最近发布的四核服务器处理器Barcelona，就是SoC工作的前期成果，Moore指出。这是因为它们包含存储控制器，以及多少来自其它设计的HyperTransport接口模块。

　　展望未来，AMD在SoC发展道路上面临两大障碍。在市场方面，它需要为每个市场选择集成不同的模块，并且不会产生过多的单一针对性产品。

　　“SoC时代带来了许多实现差异化的机会，但如何选择正确机会却是个技巧。”Moore说道，“SoC具有强大的功能，但如果误用却会适得其反。”

　　另外一个障碍是在技术方面，AMD必须找到桥接CPU内核的方法，这些CPU内核采用绝缘硅(SOI)工艺制造，而介质模块则由ATI技术事业部采用标准CMOS制造。“将这两种工艺融合在一起对我们来说是很大的挑战。”Moore表示。

　　“据说，AMD和ATI已经获得了大量的知识产权(IP)。”Moore指出。他认为IP是2006年7月AMD-ATI并购案的“主要推动力”之一。

　　Intel已经开发了一个用于处理MPEG-2和H.264解压缩的模块，并将其用在了去年上半年发布的机顶盒芯片中。作为Canmore设计的一部分，Intel正在更新这个模块(有可能是其编码部分)。大约在两年前，Intel还收购了卓联(Zarlink)半导体公司制造解调器和调谐器的部门。

　　“我们已经制订了多年的长期发展规划，包括我们有什么IP、要开发什么IP、要在什么地方与合作伙伴就IP开展合作等。”Intel公司消费电子部门的Leszinske透露。

　　Intel公司目前还没有开发出可综合的软X86宏内核。但这种情况在一年左右后就会有所改变。作为一项研究项目，一批Intel的研发工程师们从非常简单的内部研究用CPU内核起步，目前正在开发可综合的X86内核以及基于其的SoC。该项目预计要花一年的时间。

　　“我有个观点，即在未来5到8年间，综合后的设计将不要求任何面积或性能上的牺牲。”Intel公司电路研究实验室高级研究员兼总监Shekhar Borkar表示，“如果这个观点正确的话，今后每个人开发的对象都将是SoC。”

　　这里，他谈到了源自最近VLSI研讨会上的一篇论文，在这篇文章中，东芝公司报告了综合后的IBM Cell处理器，它具有相同的性能，但面积节省了约30%。

　　与此同时，Intel和AMD公司正在努力开发先进的片上互连和设计工具。

　　Intel公司将在选用的协处理器组和芯片组中，采用所谓的快速路径互连(QPI)技术作为其主要的相关互连手段，这种技术将首次用于明年推出的Nehalem处理器。Intel还在开发Geneseo技术，并将它作为PCI Express 3.0的替代方案，用于链接CPU和所有其它内部与外部设备。

　　而AMD使用的是HyperTransport的相关性和非相关性版本。但这两种互连和Intel正在使用的两种互联技术的边界定义将逐渐模糊，AMD的Moore指出。

　　“这两对标准如何开始合并将是个很有趣的问题。”他说，并建议采用能为多目的服务的多协议链接。

　　“另外，下一代HyperTransport除了紧密互连外还有更具意义的协议扩展，” Moore补充道，“不用再通过存储器进行通信和同步，器件的链接方式将更加优化。”

　　至于软件设计工具，AMD公司最早的K8 Opteron芯片使用的流程将向两个方向发展。一种流程针对全定制设计，用于像Bulldozer这样的内核；另一种流程针对SoC，可以导入公司内部使用的其它ASIC流程中的模块。

　　AMD每年都要对其EDA工具进行重新评估，但目前为止主要针对的是其主要的供应商。目前ADM公司不再自己开发新工具，而是支持现有工具中新的抽象等级和层次结构。

　　“工具和EDA供应商的持续性是很有价值的，但我们不会让它束缚我们采取新的措施来获得更好的短期成果和长期潜能。”Moore表示。

　　“而Intel公司正在努力正努力巩固面向SoC的多种工具流程，使其成为一个统一的SoC流程，这一过程可能要花两年的时间。”Singer认为，“你无法对已经在进行中的产品施加太多影响，但你可以对新产品施加更多影响。”

　　“Intel的传统是创建大量自己的设计工具，但我们准备使用更多的业界标准工具。”Leszinske补充道。