IDF总结篇：新工艺 新技术 新概念

【编者按】2009年秋季英特尔信息技术峰会（IDF）于9月22-24日在美国旧金山的马士孔尼会展中心（Moscone Center West）举行。为期3天的2009秋季IDF将展出英特尔及其众多合作伙伴在移动互联网、笔记本电脑、桌面平台、消费电子、嵌入式、视觉计算、云计算、数据中心等多个领域的最新科技。IT168 2009年秋季IDF报道团队将带您一起直击现场。

IT168专题报道,敬请关注
【2009秋季IDF报道】IDF这种专属于某一领军厂商的会议，能够准确精准地给业界伙伴、用户勾画出未来1年内的远景，更便于下游厂商准确跟进Intel的步伐，而且有大量媒体的参与报道，这些方向性观点会也都能被宣传放大；另外对与会者，不管是媒体还是相关下游厂商，不免也油然而生一种赞叹敬服的感觉，进一步巩固厂商领军者的形象。

顶尖的工艺：追赶摩尔定律
商业市场上以成败论英雄，Intel凭着持之以恒的维持着世界顶尖的工艺制程和产能，并在技术发展上采用了非常独特的线路，才达到了今天的成就。目前，根据Intel执行的Tick-Tock战略，Intel的工艺制程将会在每两年更新一代，而其处理器架构亦然。采用45nm工艺制程的Penryn在2007年发布，而其工艺不变架构更新的45nm Nehalem则于2008年出现，现在，到了2009年，Intel给我们带来了采用32nm工艺的处理器，代号为Westmere。

32nm Nehalem架构：Westmere，2009年
32nm Sandy Bridge架构：Sandy Bridge，2010年
22nm Sandy Bridge架构：Ivy Bridge，2011年
22nm Haswell架构：Haswell，2012年　　实际上，在2009秋季IDF之前，32nm的处理器的工程样品就已经送到各大媒体手上了，就是下面这个六核心的桌面处理器：

32nm Westmere：桌面版本Gulftown，六核心Core i7（或会叫做i9）
由于Nehalem和Penryn相比，在架构和微架构上进行了大改进，因此根据Tick-Tock战略，Nehalem的下一代Westere就基本上是制程的进步——从45nm改进到32nm，微架构方面不会有大的变化，只是进行小规模的优化。

Intel High-k Metal Gate晶体管，45nm采用的称为第一代，32nm将会是第二代


32nm处理器：Westmere
然后介绍了下一代服务器处理器平台：Westmere-EP，这个新的平台采用了32nm制程，也就是第二代High-K 金属栅极晶体管技术，45nm属于第一代，未来的22nm将属于第三代 　　可以看出，面向服务器市场的Westmere将会有三个系列：单路、双路和多路，我们已经知道双路Westmere叫做Westmere-EP，单路则是Clarkdale，多路系列或许会继续叫做Westmere-EX？Westmere-EP将会是Xeon 5800系列。 
Westmere：新增AES指令集
除了工艺进步、核心增加之外，Westmere比较重要的一点是增加了一个专为AES设计的指令集，AES：Advanced Encryption Standard，高级加密标准，常用的加密算法之一。AES指令集仅仅增加了7条指令集，而在加密性能上得到了很明显的提升（见后）。
AES加密和加密处理
AES加密处理对输入的128位明文，使用加密的密钥通过有限次的迭代运算（每一次称为一轮：round）最终得到128位的加密块。解密遵循相反的过程，迭代次数一样，但是需要“解密密钥”而不是加密的“密钥”。在每一轮加密解密中都使用不同的阶段密钥，由原始密钥通过密钥序列算法生成。AES的标准密钥分为128，192和256位，各自对应的迭代次数为10、12和14轮。
Intel的AES增强指令集包括了下面7条指令，分成两部分：
Carry-less Multiplication Instruction（无进位乘法指令）：
一条单独的无进位乘法指令（Carry-less Multiplication）：PCLMULQDQ，一次可以处理两个64位宽度的数据。不进位乘法是实现GCM（Galois Counter Mode）的重要部分。GCM 是对称加密算法分组密码的一种工作模式。分组密码工作模式可以分为加密模式、认证模式和认证加密模式等。GCM模式为认证模式的一种，提供认证和加密两种功能。GCM在IEEE 802.1ae标准、IPsec（RFC 4106）、P1619存储标准和SPoFC（Security Protocols over Fiber Channel，ISO-T11的一个标准）中都有应用。
AES Extension Instructions（AES扩展指令）：
两条AES加密迭代加速：AESENC和AESENCLAST
两条AES解密迭代加速：AESDEC和AESDECLAST
两条密钥序列生成：AESIMC和AESKEYGENASSIST

Westmere-EP的RSA加密性能具有41%的提高，而AES加密性能则具有12倍的提升，未来的计算机会变得更加安全
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第5页：Intel Core i7-9x5 Extreme(Bloomfield)产品详细信息
展开全部 关键词 文本Tag： ISA 处理器 xeon CPU X86服务器 多核 45纳米 DDR3 节能
新工艺 新技术 新概念：22nm工艺制程
当下大部分人仍在使用的处理器产品基于45nm工艺制程，而32nm则是下一个阶段主推的工艺制程。32nm处理器尚未大规模进入消费者手中，22nm就来了：在第一天的展会上，Intel通过多场会议展示了其最新的22nm工艺制程。
英特尔首席执行官欧德宁先生展示22nm晶圆 
会上展示的是22nm的SRAM（静态RAM），并包括了22nm的IO电路、寄存器文件和混合信号电路，这些工艺会应用到处理器上
在这个22nm工艺制造的SRAM芯片中，包含了364Mbit的容量，也就是45.5MB大小（目前的Itanium 3将内建30MB L3缓存，45.5MB如此之大的容量肯定要再过几年才会达到），整个芯片集成了29亿个以上的晶体管
因为Intel现在使用的低功耗8T SRAM，将传统SRAM每一个位需要使用6个晶体管组成双稳态触发电路改为了8个晶体管电路，因此364Mbit SRAM全部采用8T晶体管线路的话就需要30亿（3053453312）个晶体管，可见这个22nm SRAM中8T线路和传统的6T线路各占了一部分。 22nm硅晶圆  8-T SRAM VS 6-T SRAM，8T可以工作在更低的电压，功耗也更低 　　实际上，在这个SRAM中，有单位面积为0.108平方微米和0.092平方微米的SRAM单元在工作。0.108平方微米的单元为低电压操作而优化（8T线路）；而0.092平方微米的单元为高密度而优化（6T线路）。22nm SRAM是迄今所知电路中可工作的最小的SRAM单元，它使用的曝光工具波长为193nm，再一次证明了英特尔顶尖的工艺技术。
Intel简单地提到，22nm技术上将会应用到第三代的HK MG（高k金属栅极）晶体管技术，具有更低的漏电流和更低的功耗。
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新工艺 新技术 新概念：CE4100嵌入式多媒体处理器
按照Tick-Tock战略，如32nm工艺和22nm工艺何时出现都已经写在了日程表上，在IDF上出现令人毫不感到惊奇。然而有些东西却是意料之外的，在秋季IDF2009上，Intel宣布了一个新的嵌入式多媒体处理器CE4100。它将会广泛应用到电视、机顶盒、游戏等相关设备上。

全新的基于Atom架构的CE4100处理器
对于嵌入式处理器来说，面向的应用是非常重要的，根据应用定制优化的处理器才能取得良好的性能，同时具有良好的成本：通用处理器无法获得良好的性价比。当然一个通用处理器核心是必不可少的：

CEx100系列一直是嵌入式多媒体处理器的代号，Intel早先就有过CE3100处理器产品，这个系列的产品主要针对于电视机顶盒等多媒体应用：

首先介绍了各种各样的多媒体应用——主要是视频应用老的CE3100媒体处理器，2008年第三季度主要加速音视频解码CE3100集成了图形处理器嵌入式多媒体处理器中，音视频解码是重要的一环，CE3100基于800MHz+的Pentium M内核，提供了对MPEG2 VC1/H.264的硬件解码
CE4100的多方面改进CE4100基于45nm的Atom架构，提供了更低的功耗，集成了NAND控制器，支持DDR2/DDR3内存，继承1080p的音视频捕捉和解码向后兼容CE3100;和CE3100相比，Atom架构可以提供多核心、超线程技术，因此性能很强大，虽然其In-Order架构性能不如CE3100的Out-of-Order架构
CE4100处理器实物

电视、游戏、MID、手持设备都会得到更好的体验
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新工艺 新技术 新概念：Light Peak高速光纤总线
如果说处理器算是Intel的老本行，出现CE4100这样的东西算是意料之外但亦是情理之中的话，那么下面这个东西的出现就是完全令人感到大吃一惊了：

Light Peak高速光纤总线
每次IDF上都可以看见很多新奇而实用的技术——至少看起来这样，IDF2009也没有让笔者失望，Light Peak高速光纤技术确确实实是个很有用的东西。

Light Peak高速光纤技术是一个新颖的总线连接技术，它目前可以提供10Gbps的传输速率（最高可达100Gbps）和长达100米的传输距离，而这仅仅需要一根非常细小的光纤线缆，非常适合连接外部设备或者内部存储设备，例如，连接显示器就可以使用Light Peak。连接外部存储也可以使用，10Gbps也就是1.25GB/s，连接300MB/s的SATA/SAS设备绰绰有余，600MB/s的最新版本也没有问题，实际上，Light Peak非常适合用来连接外部存储阵列（如SAN）。Light Peak拥有非常先进的特性，它支持多种协议，支持全双工传输，支持QoS传输质量控制技术，还能支持热插拔！

虽然没有提及，但是Light Peak提高带宽也是非常容易的，可以通过像SAS那样提供多个口的宽连接来达到20Gbps、40Gbps的速率。

作为一种主要的外部连接技术，接头是非常重要的。如图所示，Light Peak线缆内部具有4条光纤，用来实现复杂的特性和极高的带宽
两台Light Peak高速光纤技术演示设备，高耸的Ligh Peak总线卡
可以看到左边的机器前方使用了Light Peak连接了两个Intel 50nm X25-M SSD硬盘（也有可能是X25-E？）；仔细一看，还是老的第一代的产品，基于50nm制程。显然，Light Peak需要通过一个SAS-Light Peak转接界面，就是外面套的一个巨大的盒子

巨大进步 Intel第二代34nm SSD权威评测

纤细的Light Peak光纤线

这个Light Peak卡侧面提供了4个接口
使用light Peak，繁琐复杂的外部线缆将会变得非常简单方便