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众所周知，Intel是当今微处理器的霸主，2002年中，4.02GHz 的核心频率和超线程技术已经把桌面处理器引领到一个全新的世界。尽管在某些方面，Intel不是市场的主导者，但是Intel公司是当之无愧的技术领先者。不久前，倚天的海外兵团有幸参观了位于美国俄勒冈州的Intel实验室，让读者和Intel公司进行一次亲密的接触。
设计原则
位于俄勒冈州的Intel实验是是一个纯粹的技术研发部门，没有设立任何的人事和市场部分。Pentium 4芯片的核心技术和主要电路设计就是在这个实验室完成的。俄勒冈州实验室成员人数不多，但是每个人都是技术精英。Intel内部人员告诉我们，在2001年末，核心频率为5G Hz的算术逻辑单元（ALU）就在这个实验室研发成功。
进入实验室后，我们发现实验室的墙上醒目的贴着5点重要的设计原则：
1．性能 。在设计上，首先要考虑的是处理器的性能。时钟频率的提升，逻辑电路的设计，命中算法的优化的目的要提高处理器的性能。这是处理器设计和开发的出发点。
2．电源功耗 。随着核心频率的提升，处理器必须降低电源功率和发热量。在确保处理器性能的基础上，必须把核心功率降低到最低。
3．正确性。在前两者的基础上，必须确保处理器运算结果的正确率，在成亿次的计算过程中，决不能有一丝错误，要提供给用户性能绝对可靠的处理器。因为，性能不能保证的处理器会立即被市场淘汰。
4．功能性。新型的处理器的处理单元功能必须要比上代有所增强，数据和指令的处理过程必须得到尽可能的优化。MMX，SSE，SSE2和超线程技术就在此原则下应运而生，Intel人员有透露，在今年Intel还会公布一种全新的数据处理技术。
5．工具和方法。Intel要求每个开发人员必须使用最方便，最先进的工具和技术进行处理器开发。
先进的技术
实验室主要分成两大块，一部分是进行新型芯片技术研究的开发室，另一部分是利用新技术进行逻辑电路设计的设计室。例如，开发室在理论上研制成功新型ALU处理技术后，设计室就立即根据这种新的处理技术来设计逻辑电路。如果设计的电路能和理论数据相吻合的话，那么这种新型技术一般会立即投入使用。 、
我们参观时，Intel技术人员正在讨论如何在ALU中更好的使用“可调解性晶体管”。“可调性晶体管”的发展潜力很大，如果给可调解性晶体管加压，那么晶体管的交换速度会加快；相反，如果降低电压，晶体管的交换速度会变慢，这个性能在当今的CPU开发中有非常重要的作用。因为，随着CPU核心频率的增加，芯片内部的晶体管数量也与日俱增，如果晶体管设计的交换频率是10GHz，但是只要其中一个晶体管因为性能不佳而导致交换频率只有8GHz,那么整个芯片的交换频率只有8GHz。而“可调节晶体管”可以电压的改变来提高或者降低晶体管的交换频率，这样在处理器核心的设计上的弹性就比较大，而且能够充分的挖掘出芯片的潜力。
10GHz ALU
在参观中，技术人员告诉我们Intel在2002年已经开发出频率高达10GHz的32位ALU。（是不是非常惊讶）
10GHz 时钟频率
ALU的时钟信号
测试环境
位于图中间的部分就是ALU，算术逻辑处理单元.
测试屏幕
发展方向：多核心处理器
在过去的20年中，提高CPU性能的主要方法是提高芯片内部指令处理的并行度，即CPU同时对多条指令进行处理。多条指令的同时处理可以大大提高芯片内部寄存器的利用率，从而提高处理器的性能。这种技术称为指令并行（ILP）。
但是在处理过程中，有些指令之间相互关联，所以CPU在实际的处理中，并不能完全做到指令并行。某些指令必须通过先前的指令完成后，才能继续执行。AMD和Intel公司为了提高CPU的性能，使用了“线程并行”技术（TLP），即CPU在同一时间对多个线程进行处理和控制。Intel的超线程技术就是基于TLP技术而进行研制开发的。
目前，Intel实验室着手于多核心CPU的研究，即一块CPU内部封装了两块完全相同的处理核心，通过处理核心的增加来提高处理器的性能。2核心的CPU的性能在理论上比单处理核心性能提升了近一倍。Intel技术人员告诉我们，这种多核心CPU技术对于2块CPU处理核心基本上已经成功。但是，由于多了一块处理核心，CPU的散热量和电源功耗比以前高出很多，Intel正在研究是否能够在CPU内部封装水冷或者其他制冷技术，来降低电源的功耗。
Intel人员还告诉我们，下一代的多核心CPU技术会使用两块不同的处理核心。性能高的处理核心处理系统中的重要数据和执行命令，因此电源功耗比较高；而另外一块性能相对较低的处理核心对内存，缓存，磁盘等数据通路进行管理，所以电源功耗较低。这样使两块CPU各尽其能，在提高性能的同时，降低了电源的功耗。
Intel 审定实验室 （Intel Validation Labs，IVL）
Intel 审定实验室主要有两个实验室组成：系统审定实验室（SV）和兼容性审定实验室（CV）。
SV实验室主要测试CPU是否能够运行在各种平台上。如果，Intel公布某款处理器能够运行在双处理器系统中，那就意味着此款CPU已经通过了SV实验室双处理器平台的测试。
CV实验室主要针对终端用户，帮助用户解决CPU和其他硬件兼容的问题。
系统审定实验室（Intel System Validation Labs，ISV）
Intel实验室中有多个SV实验室，它们针对多种处理平台进行详细的测试。不完全统计的话，SV实验室每天所有CPU的测试总数高达1百万次。每块CPU要在SV实验室中至少测试十亿次。
各种测试平台
这些处理器提供测试数据
测试平台
兼容性审定实验室（Intel Compatibility Validation Labs，CVL）
通过了SV实验室的测试后，CPU会立即送往CV实验室进行兼容性的测试。CV实验室要对不同硬件进行各种详细的测试，所以这里的终端测试设备是所有实验室中最多的。
CV 测试终端
CV测试终端
CV测试终端
例如，一块针对服务器的处理器，要进行以下测试：
超过15种不同内存模块的测试，
超过4种的光纤通道卡的测试，
超过10种以上的网卡测试，
超过5种SCSI控制器的测试
超过5种以上的CD/DVD ROM的测试
超过10种硬盘的测试
超过7种移动设备的测试
各种输入设备，磁带机，和modem的测试
每款CPU累计的测试时间将近1.5年，只有完全通过这些测试后 CPU才能够投入生产。
总结
通过这次简短的参观，我们目睹了一些芯片的测试和设计的过程。系统审定实验室和兼容性审定实验室给我们参观者留下了深刻的印象，Intel芯片的质量就是通过这样成亿的测试来得到保证，当然，这也从另一个侧面告诉我们Intel处理器价格昂贵的原因，但是，对于工作站和服务器市场，他们原意用高价来确保处理器卓越的性能和强健的稳定性。
1月30日，Intel公司非正式宣布，代号为“Nehalem”，核心频率高达10.20GHz的桌面处理器会在2005年上市。这消息的确让世人感到震惊和信息，Intel公司每时每刻都在创造着记录，改变着历史。我们也衷心希望Intel处理器会在2003年有更加出色的表现。
——海外来风之VIA篇
——海外来风之ATI&NVDIA篇 |
