Intel的新芯片开发时程一再地顺延,不禁让人怀疑「摩尔定律」是否已经失效了。过去,CPU的速度是一年比一年快,如今却在20GHz处「摔了个觔斗」。即使Intel完成了超高速的新款CPU,是否就能赢得市场呢?这从Intel最近决定终止LCOS芯片的开发,并改变策略,与Motorola...等公司一样,采取以「多个CPU核心」取代「单一CPU核心」的设计思维,这似乎显示了CPU或处理器的设计趋势已经开始转变了。
由于PC市场的饱和,迫使Intel和其它芯片设计公司必须寻找新的发展方向。通讯和消费性电子产品是他们期望能参予的两大市场。可是,这两个市场比PC市场复杂许多,因为并不是光拥有CPU技术就能够在这两个市场立足的。
目前也有人不看好「系统级单芯片(SoC)」的未来。他们认为SoC的技术门坎太高,纵使采用奈米制程,也会导致售价远远超过市场能够接受的程度。试想当客户具有容量很大、价格低廉的DRAM时,他们是不会想再去买一颗内建有6排DRAM的SoC的。
不过,造成CPU、处理器的设计趋势改变的动力,正是「整合」。在数字式机顶盒(digital set-top box)和LCD屏幕里面已经快只剩下一颗处理器和少数组件了。这类处理器整合了讯号处理器或协同处理器;甚至具有数个CPU核心。例如:Cisco的新款路由器,在它的处理器里面共有176个CPU。因此,如何将不同功能的CPU或处理器组合在一起,并且在成本、性能、速度、时间...等因素上,取得市场的认同,将是业者的一大挑战。同时,为了提供这样的不同功能,个别的CPU或处理器核心将会被陆续开发出来,以满足不同的应用市场。
整合的结果,最怕大多数的功能是客户不要的。假设一颗SoC具有20个功能,对大多数客户而言,他们很喜欢这些功能。不过,无法避免的,就是会存在一部份的客户,会挑剔或不喜欢或不要部份的功能。因此,提高整合的效率,并采取客制化的流程,避免资源的重复与浪费,是最重要的。
虽然,不是所有的系统都能够做细部的区分,以订定出标准的规格来;而且总是会有一些特殊的功能,不是市场通用的。不过,利用EDA工具的「抽象(abstraction)」技术,是可以提高SoC设计的灵活度的。
最近几年,机顶盒、MP3播放器等嵌入式产品都有很大的成长,这表示嵌入式系统将是后PC时代的新希望。不过,这种消费性电子产品的成本不能太高,而且,它们的生命周期都不会很长。为了满足此不断变化的市场需求,芯片业者必须能预先开发出以算法为主体的功能,然后像堆积木一样,依照客户的需求去组合和构筑。速度可能不再是最重要的考虑;尤其是当为了提高速度,反而导致成本的大幅增加时。
过去,半导体业界太过专注于将硅晶结构最小化、奈米化,如今似乎要转过头来注意芯片内的算法到底能支持多少个功能。就消费性电子产品而言,功能更好、价格更便宜,处理速度更快,更能让人心动。
设计嵌入式系统不比设计超级计算机,因为前者的处理速度是无法与后者媲美的。不过,超级计算机的平行运算作业,已经被运用到嵌入式处理器里面来了。「可重新设置(reconfigurable)」的功能,更为嵌入式软件的设计问题提供了解决方案。不管硬件、软件或算法设计者,都必须具有平行运算的观念,不能再依赖传统的序列式(sequential)作业了。