人们对利用信息技术改善工作和生活体验的追求是永无止境的。如今，很多电脑资深玩家虽已在个人电脑上享受到了强大的使用体验，但这并未影响他们对未来CPU及电脑的科幻式憧憬。
在这些发烧友探讨未来CPU(中央处理芯片)技术趋势的过程中，英特尔近期发布的一些前沿技术信息引起了他们浓厚的兴趣。这些信息都是源于英特尔顶尖技术专家目前正在推进的重点研究项目，在5-10年内将用于CPU，并将对其性能和功能带来重大革新。事实上，从这些技术中，人们已经能够看出未来CPU和个人电脑的大致模样。
从目前来看，未来的CPU将主要通过扩展内核数量、而非继续冲刺时钟频率高峰的方式来提升性能，因为后者可能会给CPU的功耗和散热造成难以有效解决的负担。英特尔的目标是在5-10年内为消费者提供每秒可执行1万亿次浮点运算的个人电脑用CPU，其性能相当于1996年时，采用了近万颗奔腾ProCPU的美国Sandia国家实验室超级计算机。
去年初，英特尔展示了集成了80个内核的万亿级CPU原型。不过，未来它真正产品化时，每个内核都将拥有惊人的工作效率，从而可能只需要较少数量的内核就可达到同样的性能。
事实上，英特尔一直把改进CPU微架构以提升其工作效率作为研发重心，不断更新CPU的制造工艺。去年初发布的45纳米制造工艺，在缩小尺寸、提升性能、降低功耗的同时，率先克服了困扰业界的晶体管漏电问题。根据战略，英特尔将于2009年和2011年推出可能采用更新技术的32纳米及22纳米工艺，并在研究导入碳纳米管材料来制造CPU的可能性。
在先进制造工艺的基础上，未来CPU还将采用更精细和智能的电源管理技术，它可根据软件需求，灵活精确地动态调整CPU功耗。去年展示的80核CPU原型产品不但能让任意一个内核休眠或激活，还能让每个内核中的运算引擎、缓存等21个可休眠区域独立休眠或激活。
同步做到性能提升和功耗降低已相当不易，但着眼于未来，这些只是基本要求，技术人员更具挑战性的工作是要把电脑中其他重要芯片全部集成到CPU中，或是为CPU设计拥有这些芯片功能的处理单元，以取代它们。
人们最熟悉的当属CPU与GPU(图形处理核心芯片)的融合。业内许多厂商都已提出了相关的产品开发计划，明年，个人电脑业界首批实现这一技术梦想的CPU产品可望推出。同时，在CPU中集成内存这一研究项目更能凸显技术前瞻性。目前，个人电脑的性能瓶颈早已不是CPU，而集中在内存和硬盘等速度较慢的组件上。将内存集成到CPU中能最大程度拓宽CPU和内存间的数据带宽，降低数据传输的延时。万亿级CPU原型产品已预留出了连接内存芯片的接口，未来将在核心硅片下方堆叠大容量的高速内存芯片。此外，技术专家表示，万亿级CPU还有望集成安全加密、网络控制、数字信号处理等特定功能单元，从而淘汰这些原先独立的单元。
不难想象，如果上述技术趋势全都成真，未来的CPU或许是个人电脑主板上的惟一一颗芯片。它不但可让个人电脑成为超级计算机，还将大大简化内部组件的复杂度，并使其外部形态发生质变。台式机将更小巧，笔记本电脑能像手持设备一样迷你和便携。在应用层面，许多如今只能在高端计算机上运行或在科幻小说中看到的应用，也可望走入寻常百姓生活。
(作者为英特尔中国区资深架构经理)
