AMD与英特尔最近的动作显示,二者正在向类似的架构前进。这让AMD陷入困难的处境,因为它在硅片技术方面比英特尔落后整整一个工艺节点。双方的棋局还剩下许多步数,一时难以下完,但形势看来对AMD不太有利。

到明年的这个时候,英特尔将出货其具有集成内存控制器和新型高速互连的第一款服务器处理器,与AMD已经供应了好几年的产品对抗。到2009年的某个时候,两家公司都将在其处理器上增加图形内核,可能还有用于安全或以太网连接的内核。

英特尔将采用45纳米技术生产芯片,同时计划向32纳米前进,因此英特尔将在芯片性能、功耗和成本方面占有优势。AMD将主要使用65纳米技术,同时向45纳米过渡。

在这场对弈进行的过程中,全球最大的半导体厂商英特尔成了系统级芯片(SoC)的信徒。在英特尔IDF大会上,英特尔至少介绍了其正在开发的四款SoC设计,面向从手持设备到高端虚拟化系统的各类市场。SoC领域中的新动态在传统的X86竞争中如何展开,仍然有待观察,一些关键问题仍然没有答案。

英特尔的新款QuickPath处理器互连是否在会原始技术或推出速度方面领先于AMD的HyperTransport？其中一家公司是否能在建立同盟方面做得更好,把广大协处理器厂商团结在自己的周围？这些厂商可能是未来的SoC伙伴。此外,可能是最重要的一点,在新兴的识别市场竞争中,哪家厂商将采取比较有效的举措,并在微处理器中提供适当的内核组合以满足市场需要？

追踪PC处理器和图形器件的Mercury Research主管Dean McCarron表示:“未来18个月将非常令人关注。”他说,问题是集成器件如何处理下述过渡:从图形和其它位于芯片组上的内核,过渡到包含在CPU之中的内核。他指出:“其中主要取决于市场细分。”

两家公司似乎都意识到,把处理器和图形内核放入一个单一裸片之中以满足轻薄型笔记本电脑的需要,是一大胜利。

AMD将在2009年推出Falcon,这是一款用于笔记本的CPU,而且是其第一款具有板上图形内核的Fusion CPU。日前,英特尔确认也将在2009年把CPU和图形放置在一个单一封装之中,采用45纳米工艺。笔记本电脑是关键目标。据英特尔,按出货量衡量,笔记本有望在2009年以前成为电脑市场中的最大领域,超过台式电脑。

AMD去年通过收购ATI Technologies获得了第一流的图形内核,因此AMD一度在集成图形方面占据微弱的优势。但英特尔打消了这种优势,宣布计划到2010年把它的图形内核从90纳米过渡到32纳米制程。“通过我们的集成芯片组产品,现在我们是头号PC图形芯片供应商,而且我们一直在采用比最高技术水平落后一两代的硅片技术,”英特尔首席执行官Paul Otellini在IDF大会上作主旨发言时表示,“我们从明年开始将改变这种情况。”

服务器可能追随Sun Microsystems所建立的模式,把以太网媒体访问控制器和crypto accelerator放置在裸片上面,而不是集成图形内核。台式电脑可能开拓一个中间地带。在这些广阔的领域中,AMD和英特尔将争相定义并服务于各种市场领域。两家厂商正在为新型基于内核的设计工艺奠定基础。

Otellini表示,英特尔的第二代45纳米芯片组——Nehalem系列,定于一年后出货,支持一种动态的模块化架构,可以随时根据不同的内核与缓存进行配置。英特尔把以前单独的服务器、台式电脑和笔记本CPU设计团队合并成规模较大的部门,承担一些板架构和衍生产品的设计工作。英特尔数字企业部门的运营经理Stephen Smith表示,它抽调了一些工程师开发SoC设计。现在英特尔正在开发单独的SoC设计,面向消费产品、网络加速器(Tolapai)、高端虚拟化系统(Larabee)和手持设备(Silverthorne)。多数这些新产品将在2008年上半年出货或者进行演示。Otellini表示,消费CPU将包括一个视听管道模块,并将在明年1月举行的消费电子展上露面。

Larabee高端虚拟化芯片包括一个X86内核阵列,共享一个单独的缓存并采用一个熟悉的X86编程模型。McCarron表示:“Larabee更象是英特尔在一个新领域进行的试验,或者是一种计划风险。”该评论完全适用于所有的新款SoC。

Tolapai器件具有一个X86内核以及一个安全加速器、内存控制器和各种I/O接口。它计划驱动中小型企业网络中使用的各种网络应用。

新型互连

英特尔在IDF大会上宣布,计划从2008年推出的Nehalem系列开始,在其电脑CPU中放置一个得到改善的互连,名为“QuickPath”。但英特尔没有提供关于这种新型互连的更多细节。

Real World Technologies网站的编辑David Kanter,根据他看到的英特尔有关QuickPath的专利,汇编了关于QuickPath的广泛分析。他认为,QuickPath运行频率为4.8-6.4 GHz,并提供最多达20位宽度的连接。相比之下,AMD的HyperTransport 3.0采用了32位宽的总线,但它的最大速度只有5.2 GHz。另外,在2009年以前它不会出现在所有的AMD芯片之中。Kanter表示,“AMD可能陷入严重困境6-12个月,”取决于总线升级和芯片推出的具体时间。

“我们认为,英特尔的QuickPath将获得一些性能优势,”市场调研公司Envisioneering Group的主管Richard Doherty表示,“我认为他们已展现其所有的长处,但看起来不错,而且我认为AMD无法与之匹敌。似乎带宽与等待时间之间的平衡好于AMD的方案。”

英特尔和AMD也在争相说服第三方伙伴把卡和协处理器加在他们各自的I/O总线上面。AMD正在向这些厂商提供缓存一致性(Cache Coherent)版本HyperTransport的授权。英特尔向部分厂商提供QuickPath的授权,但它建议多数客户采用Geneseo,这是其针对3.0版PCI Express的建议方案,拥有一致总线的部分特点同时没有它的全部复杂性,因此实施起来更加容易和成本更低。

英特尔的首席I/O设计师Ajay Bhatt表示:“95%的应用可以从此类总线受益。”他说,PCI Special Interest Group正在寻求业内厂商对Geneseo提议的支持,它可能是其Express 3.0标准的人选。英特尔希望Express得到广泛接受,因为它可以帮助大大简化其软件设计。Bhatt表示,甚至英特尔芯片组上的硅片模块和处理器经常使用PCI软件语义学,尽管它们采用较宽、较快、自有的on-die互连。

Tarari的首席设计师Eric Lemoine也认为,Express和Geneseo是把它的芯片与X86主机相连的最简单的方案。但他补充说,HyperTransport总线代表一种更好的架构。他说:“利用HyperTransport,你或以访问和工作在缓存线(cache line)层面,而且它具有低等待时间。

Geneseo是一种不错的方案,但Lemoine表示,一种更加简单的方法可能是通过对现有内存和I/O控制器进行一些调整。他补充说,今天的Express部件通常不返回全部512-byte的请求,而且不以连续的顺序传输数据——这个细节大大减慢了高性能加速器的运行。

制程优势

有些华尔街分析师,包括瑞银证券的Steven Eliscu表示,AMD面临来自英特尔制程技术进步的严重长期威胁。他说,制程方面的领先地位将帮助英特尔保持在频率、成本和功率方面的优势。Eliscu表示,因此,AMD可能在明年扩大市场份额和提高平均销售价格,但其后将难以为继。

在IDF大会上,英特尔展示了采用45纳米制程生产的原型服务器、台式电脑和笔记本处理器。该公司表示,将在11月12日推出大约六款Penryn系列CPU,并在2008年推出更多的新产品。

英特尔的高k介质材料是上述制程的关键部分。Otellini表示:“其它厂商也宣布了45纳米工艺,但没有一家采用基于铪的介质材料。在产业内,我们在这项技术方面将是独特的。”Otellini还展示了一种32纳米测试晶圆,它由原型291-Mbit SRAM构成,每个包含19亿个晶体管。他说:“这使我们有信心在短短的两年后采用该技术生产主流微处理器。”

英特尔为自己确定了一个苛刻的计划,每两年推出一种制程。这是AMD难以企及的速度。AMD最近才推出其首款65纳米处理器,比宣称的时间晚了六个月。英特尔预计,到明年秋季它所生产的45纳米芯片将超过65纳米。Smith表示:“我们已向客户提供45纳米服务器和高端台式电脑处理器的验证样品,供其进行最后的验证。”