兩家公司面對的最大的障礙之一,就是能否解決雙方長期形成的差異,決定采用哪種片上總線來駛入多內核未來。飛思卡爾仍把自己較有前景的CoreNet技術緊緊握在手中。

盡管IBM已要求提供這個片上結構的技術細節,飛思卡爾卻并未予取予求。一個要求匿名的飛思卡爾人士透露,對于是該繼續持有CoreNet技術專利、把它授權給IBM還是通過向所有索取者開放,這家公司內部存在著不同意見。

飛思卡爾把CoreNet互聯技術作為自己多核處理器系列的關鍵組成部分,從將于明年推出的45納米產品開始,該公司將最終在其所有芯片中使用這個技術。該總線可以把數據速率拓展到以上,鏈接多達32只內核。

“最終,我們的多核架構能夠把性能提高2到3倍。”飛思卡爾公司聯網部營銷主管 Jeff Timbs說,他一直負責推廣該架構。

技術委員會即將發表一份報告,其結論是不可能馬上為稚嫩的Power社團制定出一個標準的片上總線,因為所有涉足該領域的競爭者似乎都在各行其是。

除飛思卡爾擁有CoreNet之外,AMCC公司已獲得ARM AXI總線的授權,而新創公司PA Semi也有自己的Connexium互聯技術。

因為期待這個問題得到解決,IBM據說已推遲了其下一代Core Connect技術——PLB6的開發。目前的PLB4版顯然已足以應付該公司計劃在2008年投入設計的任何產品。但如果沒有得到其它替代技術,IBM將很可能在明年重新激活PLB6設計。

所有競爭者都承認,未來正在轉向由多個內核、多個加速器以及多個其它模塊組成的SoC設計。這些公司希望能盡可能多地共享資源,因為它們所采用的架構缺乏X86和ARM陣營所擁有的規模經濟。它們知道,如果能擁有通用且開放的互聯技術,就能更容易把第三方芯片設計者吸引進來。

我們對飛思卡爾和IBM內部爭論的準確性或雙方的談話一無所知。但顯然這個問題需要盡快得到解決。

“飛思卡爾將會更開放——畢竟,創建標準是的既定任務。”曾任職于摩托羅拉公司、長期投身于嵌入式處理器的分析師Tom Starnes指出.

“這聽起來似乎像是以前的摩托羅拉半導體集團(現在的飛思卡爾)擔心這樣做會強化競爭對手。”Strategy Sanity公司負責人Starnes表示,“事實上,完整芯片所包含的構件是很多,片上互聯的細節差別不會產生很大影響。”

圖1:Power微處理器架構受到片上總線過多的困擾。面向多內核未來,每位成員都有自己的發展路線。

重新開始

IBM和飛思卡爾在幾年前曾有一段痛苦的合作經歷,再度聯手并不容易。在1991年構思時,其PowerPC的目標是在主流計算機中與X86相抗衡,但在幾年以后,它們只贏得了蘋果公司這一家客戶。這對Power伙伴在2005年受到了一次更為沉重的打擊——蘋果公司首席執行官Steve Jobs公開宣布公司策略將轉換到X86。

從1998年到2006年,IBM和飛思卡爾分道揚鑣。IBM專注于Power服務器,把其嵌入式Power業務銷售給AMCC并繼續向所有感興趣的公司提供Power內核。飛思卡爾則繼續開發Power的嵌入式版本供自己使用。

但為了保持領先的代工及設計能力以跟上英特爾公司的步伐,IBM付出了高昂的代價。IBM一直需要援助來為該業務注入資金。所以,當微軟、任天堂和索尼都同意在其當前代的視頻游戲臺中使用基于Power的芯片時,IBM大受鼓舞。

在2004年三月,IBM公司的資深人士Nicholas M. Donofrio對IBM人做了一個報告,要求他們從崛起的Linux世界獲得啟示,進而開放Power架構。一些經理做出了回應,于2004年創建了。飛思卡爾在2006年加入了該組織。作為成立三周年紀念,該組織在美國德克薩斯州奧斯汀召集了其第一次技術會議——Power架構開發者會議。

這并不是一次規模很大的活動,與會者大約有385人。有人說這只不過是該組織每年都在奧斯汀召集的Power伙伴年會的公開版。不過,這次成員們打開了大門,希望更多地獲得媒體的關注并希望有一些新的客戶加入。

事實上,不是像Linux或GNU那樣的真正開放的開發組織。IBM擁有Power架構方面的知識產權(IP),只有IBM和飛思卡爾是Power架構顧問理事會(PAAC)的成員,該理事會為指令集架構(ISA)設定技術方向。

AMCC沒有從IBM購買昂貴的架構授權,因而也不能進入PAAC。PA Semi到是獲得了一項授權,因為它需要改變指令集架構(ISA)使之適應其2GHz、13W設計,但它沒有成為PAAC成員所需要的可與IBM進行專利交叉授權的高價值專利。所以在這段時間里,似乎飛思卡爾并不是唯一不太開放的公司.

因而,在某種意義上,對Power用戶來說是一個宣傳媒介,對更廣泛群體來說是個營銷機構。但該組織也是個多個技術委員會的大本營,IBM資深專家Michael Paczan管理著這些委員會。Paczan曾是誕生了PowerPC 的Somerset實驗室的前董事之一,目前是IBM負責Power業務和技術開發經理,同時監管內部的技術工作(大部分技術工作由IBM有能力的中層經理們管理)。

一個分委會正在定義一組Power用戶和工具制造商迫切需要的通用調試標準。如今,工具制造商們對Power處理器的不同版本采用不同的調試方法,這增加了完成系統設計所需要的成本和時間,IBM經理Chris Ng指出。Ng負責監管調試標準的分委會,他透露該組織可能采用Xilinx所使用的Nexus和Aurora 標準。

另一個小組正在考察SoC標準,包括一個通用總線。該小組也已經意識到需要為Power芯片建立一些通用的模型標準。

而另一個小組將為Power開發關鍵的虛擬化技術,該軟件有助于從多內核芯片中擠出更多的性能。想要得到最優的結果,就需要同時得到Power芯片及其使用的嵌入式操作系統的支持。迄今為止,嵌入式操作系統公司對是否將在未來產品中提供這個支持保持沉默,主持該分委會的IBM經理Hollis Blanchard透露。

圖2:Power系列的歷史瞬間:從在1990年代瞄準主流計算到今天專注于嵌入式和IBM服務器。

所有這些工作都對Power的長期成功有重大影響,但均不會產生立竿見影的效果。“要通過這些努力中取得任何優勢,均需花費很長時間。”分析師Starnes說。

另外,PAAC將在11月推出Power ISA的版。它將包括參照IBM的Power6 CPU加入的增強功能,如十進制浮點計算能力。

計劃在明年秋季推出的版仍處于早期的定義階段,它將包含參照即將面世的Power7而加入的一些技術。其增強特性將包含一個嵌入式管理程序,用于在嵌入式系統中處理虛擬化。版也將具有不中斷應用的情況下把虛擬進程從一個處理器傳遞到另一個處理器的能力,從而可以在系統運行過程中維護或移動它們。

新版本可能會包含一些較小改進,以在多核芯片中更好地支持并行機制,例如為決定實現多線程的芯片制造商加入了從單線程切換到多線程的能力。

“我們正在考慮的方案之一,是支持事物存儲器(transactional memory)以便簡化編程。但我們并不清楚這樣做是否正確,所以該方案仍處在討論階段。”IBM高管、在PAAC任職Wolfram Sauer表示。

事物存儲器確實消除了可能在軟件中導致競爭的討厭的數據鎖。然而,它要求為事物的開始、交付和終止提供新指令。

“并行編程問題太難了,內核數量變得越來越多,要在某個水平支持并行機制,很可能需要在Power架構中擴展ISA指令集。”德州大學計算機科學副教授Doug Burger在一次座談會上說。

“尚不清楚將會有多大程度的擴展。這可能是一個重大的變化,或可能只是為更好地支持真實和虛擬處理器之間通訊的一些小步驟。”他補充道。

瞄準用戶

在營銷前沿,關鍵的問題是能否開辟出一條進入新興的數字消費電子市場的道路。“我們認為,對消費者來說,目前面向Power處理器的Linux軟件功能不夠強大,因而,在支持媒體消費應用方面有很大的機會。”IBM公司的Paczan表示。

IBM正在試圖培養面向Power的Linux用戶群。Paczan已經委派了一位工程經理負責建立面向Power處理器的Linux軟件框架并為之開發一些工作模塊。他說,該軟件將包含遠程管理能力(使用者可以訪問和管理其家里的設備)以及一個支持媒體加速器的模塊。

這個框架已從夏季開始開發,并預計于明年5月完成。但尚不清楚誰將來充實該軟件,IBM估計,這項工作總共需花費30個人-年的人力資源。

IBM在7月會晤了包括松下和三星在內的多家亞洲頂級消費OEM,試圖激起它們對該項目的興趣。IBM也將考慮把該框架作為面向開放資源開發社群的項目。

“許多與我們有合作關系的公司都把目標鎖定在可以在6到12個月內供貨的產品,所以當我開始談到某種可以在三年內供貨的產品時,他們顯得興趣不大。”Paczan說。

IBM公司Cell處理器(使用Power內核)首席架構師Jim Kahle指出,消費電子依然是微處理器的拉動應用之一。“目前有大量的投資需求和投資意愿,在電影和游戲創制方面,有數10億美元投資需求。”他在一次主題演講中表示。

IBM的系統和技術部主管Bernie Meyerson已公開表示,IBM正在把各種Power內核和專業加速器內核混合搭配到一起,開發用于接替Cell的下一代架構。

1991   蘋果、IBM和摩托羅拉同意建立PowerPC,緊接著就有了基于IBM的Power架構的Moto 68000

1994   PowerPC首款產品601開始付運,蘋果推出首款PowerMac

* 推出了PowerPC 604

* 摩托羅拉為便攜系統推出MPC821

1995 摩托羅拉的PowerqUICC I 轉移到PowerPC上

*  蘋果開始Mac PowerPC克隆項目

1996 603e付運

1997 Steve Jobs停止Mac Clone項目

1998 Somerset實驗室關閉

1999 摩托羅拉推出Altivec矢量處理器引擎

2001    IBM,東芝,索尼開始在IBM的奧斯汀研究中心開發Cell處理器

2002    飛思卡爾為GHz級MPC7455采納絕緣體上硅(SoI)

2004     于11月成立

2005     Steve Jobs宣布蘋果轉向英特爾的X86

2006     飛思卡爾在二月加入

* 七月,飛思卡爾和IBM宣布將聯合控制Power架構

2007     在美國奧斯汀舉行其第一次技術會議

作者:麥利