泡泡网 前有古人后有来者! "胶水"处理器回顾

 胶水”处理器听上去是不是很耳熟？当胶水这个平民的不能再平民化的生活用品，和高科技产品处理器联系在一起时，是那么的格格不入，很显然这是个贬义的形容，所谓“胶水”处理器并不是粘在一起，而是使用特殊方法将两个或更多芯片封装在一起制造的处理器。由于这种特殊方法像是将两个或更多核心用胶水粘在一起，由此而得名。

    纵观处理器发展的一路走来，胶水处理器的作用还是不可磨灭的，它让处理器的性能再次提升，当AMD指责Intel的产品是假内核，而Intel则辩称用户只重视CPU性能而并不在乎CPU内部架构。事实上，双核处理器与四核处理器，并没有一个标准，好像通讯领域里面的3G标准。无论是原生还是粘连，都不是广大用户所关心的问题。只要能以更实惠的价格，买到性能更强悍的产品，又有谁去关心它的“真假”呢？

    从双核到四核，Intel和AMD之间关于多内核的口水战就没有停止过。在人们经历了“真假双核”的狂轰烂炸之后，选购CPU的时候更冷静和理智了。事实上，去年的“真假双核”之争并没有所谓的失败者，只是AMD的获利更多一些。现在的“真假四核”无非是当年“真假双核”的延续……只是在各种评测之中,AMD的“真四核”性能却不如英特尔的“胶水黏合”，其实“无论黑猫白猫，能抓耗子的就是好猫”，现在就让我们去回顾一下处理器的发展史上有哪些产品属于“胶水”处理器行列：

   1.最古老的“胶水”处理器

    发布于1995年的Pentium Pro是首款支持超过4GB内存的处理器，它利用36位物理地址扩展（PAE）技术最大可支持64GB内存。这款CPU也是第一款P6架构（酷睿2核心也源自于此）处理器，也是首次在CPU内部集成L2缓存。 

最初的“胶水”CPU并未引起轩然大波

    然而从市场角度来看，Pentium Pro又显得十分失败。当时32位应用并非是主流，甚至在16位应用程序中，Pentium Pro无法表现出明显的性能优势。过于超前的Pentium Pro还因为成本高昂而付出惨重代价，这款CPU也有一个性能问题，运行32位程序性能很不错，但是运行16位程序（例如Windows 95系统）就就慢得多了，因为16位的寄存器管理32位的寄存器可能有些问题，这抵消了Pentium Pro的乱序执行架构的优势。

    Pentium Pro最大特色在于首先采用了双核封装。由于那时CPU的制造工艺还停留在350nm-500nm阶段，高速二级缓存单元还不能像现在这样直接与运算核心加工在同甘共苦晶圆颗粒上面。必须要用两颗晶圆颗粒分别加工，即一颗晶圆加工运算核心，另一颗晶圆加工缓存，然后再将它们“胶合”在一起。其实，这在当时已经是一咱非常先进的制造方法了。别忘了，在这之前，运算核心只能和主板上的系统内存交换数据。当二级缓存和运算核心被一起封存装进CPU后，二级缓存就可以与运算核心以相同的频率运行，不必像以前那样和速度较慢的系统内存通信，为数据通信提供了捷径，直接提升了性能。

 

2.引发口水大战的“胶水”处理器：Intel奔腾D双核

    其实这还是要从AMD X2系列说起：当时Intel走魔尔定律发疯—P4 3.0G外加HT，感觉像是武侠小说里的走火入魔，高热量，高能耗，低性能！在AMD推出X2以后Intel P4已经落后（其实很Intel应该感谢AMD，没有AMD，就没有现在的强大的酷睿处理器）导致Intel瞬间败北。

Intel首款双核产品：“胶水”双核PD805

    之后Intel为了应急推出了PD双核产品，这款把两个单核处理器粘在一起的产品，显然没有达到预期的效果，面对着AMD X2的“真双核”有备而来，Intel首款胶水双核也是为多核之路充当了回小白鼠，也正是这样才让Intel开始发展自己的“真双核”，不过“胶水”CPU也从那以后成为Intel的最爱。

    “真假双核”的说法从那时开始应运而生，对立双方各执一词，然而奔腾D作为Intel首款双核桌面处理器，没有功劳也有苦劳，在轰轰烈烈的“双核圈地运动”之中更是立下汗马功劳。

   3.“胶水”处理器再次升级：Intel酷睿2四核

　　2006年对AMD和英特尔来说，真可谓一半是海水一半是火焰。双核斗法成了贯穿全年的唯一主题。起初，AMD凭借Athlon 64 X2 和Athlon 64 FX处理器的良好表现横扫千军，在市场中威风八面。不曾想，英特尔靠PD假双核卧薪尝胆之后，铸剑Core 2大获成功，重夺“性能”王座，从此，攻守易帜。

虽然顶着“假四核”的头衔，但是酷睿2四核性能依旧卓越

    2007年年初的时候，Intel发布了全新的Core 2 Quad Q6600四核处理器。作为世界上第一款四核处理器，这款处理器再度被牵涉进了“真假”问题的纷争当中。众所周知，Intel的Pentium D双核处理器，就是将两个Prescott核心集成在一起而成为了第一代双核心的Smithfield处理器。之后Intel的酷睿双核回归到了“真双核”行列里，而到了从双核到四核架构过渡之时，Intel再次故技重施，将两颗Conroe核心集成到一起，成为了Intel第一款四核心Kentsfield处理器。这样的设计虽然简单，并且2＋2模式的也可以缩短产品研发周期。不过由于先进的架构和设计的关系，这款“胶水”的性能不错，可能是由于Intel“胶水”配方好，和“胶水”工艺提高了，使得酷睿2四核产品性能十分优秀。

　　然而面对着Intel“胶水四核”的出现，AMD的口水大战一触即发，其实回顾一下，竟是如此的相像，在奔腾D推出的时候，AMD也曾反击奔腾D仅仅是把两个核心两两相通，是“胶水双核”，而Athlon64 X2系列才是真正的双核处理器。

　　而进入四核时代，AMD再次挑起真假双核的口水战，真四核有很多特征，包括真四核的设计，单核、双核、四核乃至多核的散热、功耗相同，每个核都有独立的二级缓存等等。在AMD列举的七八项指标中，英特尔是一片空白。“他们(INTEL)只是把多个处理器黏在一个芯片上。这对客户而言意味着更加昂贵，而且效率更低、功耗更大。”而后在12月1日的年度AMD行业分析师论坛上，AMD首席销售与市场营销运营官亨利·理查德更是将AMD的四核X86服务器处理器和一只被剥掉外壳的英特尔四核处理器摆在了一起，直言Intel的Kentsfield单纯是把两个双核摆在一起。

   4.“胶水”玩上瘾：功耗最低的双核Atom N330

    伴随着“胶水”CPU一路走来的Intel，虽然在全新架构i7中，重登真四核领域，但是“胶水”的理念却已根深蒂固，这不就在低功耗领域明目张胆的又重操旧业玩起了“胶水”双核。

这次的“胶水”处理器连个遮挡罩都没有

    上面就是Intel发布的双核Atom低功耗处理器，型号为Atom 330，该处理器拥有1.6 GHz的主频，采用45nm工艺，拥有2个核心，TDP仅有8W，拥有533 MHz的FSB，1MB二级缓存，售价达到了43美元。

这种CPU一般都是嵌入式在主板上

    再拥有了真双核和真四核的Intel来说，再推出胶水双核，恐怕对手真的无话可说了，Intel：我有真双核，但是我乐意做胶水“双核”。

 

4.AMD的“胶水”粘不粘：未来12核采用双6核组成

    怎么说呢？AMD在一遍又一遍鄙视完Intel“胶水”CPU后，自己终于按耐不住也玩起了“浆糊”，先看看下面的新闻吧！

怎么没人说“胶水”处理器不好啊！没办法那我也做吧

避免搬石头砸自己脚，AMD给“胶水”技术命名DCA2.0直连架构

    AMD曾展示样机使用四颗代号Magny-Cours(马尼库尔，F1法国站赛道)的12核处理器，正式名称为Opteron 6000系列。该处理器使用DCA2.0第二代直连架构，实际就是将两颗45nm K10六核处理器“Instanbul”(伊斯坦布尔，F1土耳其站)封装在一起，支持四通道DDR3内存。

　　而使用Opteron 6000处理器的平台名为Maranello(马拉内罗，法拉利总部)，Socket G34接口，支持二路或四路处理器，每路提供最高12条内存插槽。从现场照片中就可以看到，Windows任务管理器中的48个核心绝对够壮观。

 

5.比比谁“胶水”粘的多：IBM POWER6处理器

    在2007年IBM发布了它的Power6微处理器，同时推出了建立在这款芯片之上的新一代Unix服务器。据IBM称这是“有史以来最快的微处理器”。Power6的最高主频达到了惊人的4.7GHz，比Intel最快的Pentium 4高出近1GHz。

Power6双核产品

 

这个“胶水”用的比较多！除了四个双核的POWER5处理器外，也置入32MB三级缓存。

    这款Power6处理器采用65nm工艺制造，集成了7.9亿个晶体管。与前辈Power5相比，Power6不但主频翻了一番还多，多达8MB的二级缓存也是原来的四倍，三级缓存也有32MB。带宽方面，Power6颗提供300GB/s，理论上可以在60秒钟左右的时间里下载苹果的整个iTunes音乐商店。

6.GPU也用“胶水”：带桥接芯片的处理器

    不仅CPU喜欢玩“胶水”，GPU也玩过，在曾经NVIDIA推出过一款名为NV45的芯片上，就出现过这一幕：

 

    NV45芯片是显卡从AGP接口迈向PCI-E接口的一个折中的方案，从NVIDIA推出GeForce 6800系列之后，身为VGA市场的两大龙头之一，更是承接了原有的GeForce FX整个系列的新变革，而GeForce 6800系列的出现无疑是nVIDIA的新秘密武器，不过，即使是GeForce 6800系列一开始出现的版本仍旧是AGP 8X的规格，在搭配Intel的i915系列与i925X的PCI-E架构方面，则需要PCX系列或是GeForce 6800Ultra PCI-E版本才行，随着GeForce 6800系列也就是NV40的推出之后，采用PCI-E规格的GeForce 6系列也将陆续现身，这就是为什么NV45芯片上会有一个桥接芯片，其实就是NV45=NV40+HSI的组合，这也是最初AGP转向PCI-E接口的雏形阶段。

   7.GPU也用“胶水”：带缓存的Xbox 360 GPU

    要达到电路的高度整合，方式绝对不是只有集成电路一种而已，若不变动多年来的传统集成电路封装作法，则持续增加整合度的方式只有一个：密度制程精进提升，现有的特定应用集成电路以及系统单芯等都是拜密度提升之赐而获得持续发展、成长的动能。

　  不过，也开始有反传统的作法出现，包括多芯片模块、系统单封装等，MCM仍然是属于半导体封装制程的范畴，但改变的地方是：不再只封装单一个裸晶（Die），而是封装一个以上的裸晶，可能为两个，也可能三个，甚至更多。

 

Xbox 360上的显示芯片Xenos采用“胶水”技术封装一个缓存

    Xenos与之前看到的Intel双核四核非原生处理器封装相同，Xenos除了GPU自身的裸晶外，主要是额外再封装一颗嵌入式内存的裸晶，这个嵌入式的内存由NEC研发，容量为10MB，并由NEC称之为eDRAM。

    更严格来说，与C1共同封装的eDRAM，等于扮演一种视讯高速缓存的角色，由于Xbox 360实行一体性内存架构，如此系统性能容易产生瓶颈，为了让视频处理执行与传输更为快速，设立视频缓存是一种折衷可行的方式，因此Xenos内部嵌入了10MB的eDRAM。

 

总结：“胶水”技术应用处理器未来也会很广泛

　最后，我们可以感受到，一些国际大厂为何要在最王牌尖端的芯片产品上使用我们俗称的MCM“胶水”技术，其实有时候胶水技术也未必是落后的象征，只是针对的实现目的方法而已：

　1.实现更高的芯片间传输性能－例如Intel Pentium Pro是为了性能而嵌入L2 Cache，或如Microsoft/ATI Xenos也是为求取性能而内嵌eDRAM，此外IBM大型主机用处理器，以及POWER4/4+/5/5+等，也都是为了性能而使用MCM“胶水”技术，求性能为首要，整合度更提升则为次要。

　2.更高整合、多核竞赛－Intel为求在双核、多核的推出进度上能够加快，因此三步并两步来加紧追赶，如此不仅使用裸晶层面的多核整合技术，同时也使用封装层面的多核整合技术。

　3.为求弹性、快速发展－Xenos之所以实行嵌入式eDRAM的原因还有一个，那就是弹性发展、加速发展。由于eDRAM技术并非是ATI的专长，而是NEC的强项，虽然ATI与NEC可以更密切合作，在裸晶层面就将eDRAM与C1一同设计，进而量产，但如此做也有部份问题要顾虑。例如，ATI与NEC必须花费更多的协同合作心力，特别是在实体电路的设计层面，且在更换实体电路制程时，双方就必须再次对实体电路的设计进行再协同沟通与再设计。再者，除了设计协同与电路改版等沟通心力外，也会羁绊双方在原先自有领域的发展进度，使原有自己擅长的本务进步动力减缓，反而使其他同业有机会追赶。

　所以，还是以各自分开设计与分开发展为宜，最后再运用MCM封装方式来加速互连，以获得比PCB电路板层次更高的性能，但又有Die裸晶层次所不具备的发展、设计弹性。如此很明显的：MCM将是整合度、互连性能高于板卡层，但电路发展与设计弹性又高于裸晶层的一种技术，相信未来此种技术的应用将愈来愈广泛。■