为了替未来的多核心处理器建构新一代的平行编程模型(parallel programming model)，英特尔(Intel)和微软(Microsoft)正在漫长的道路上缓步前行;两家公司并于日前在美国旧金山举行的英特尔科技论坛(IDF)上各自发表了相关技术进展。

　　微软为系统软件堆栈添加了新的层，并为其.Net整合环境进行了一些扩展。英特尔则计划对x86指令集进行扩展，并展示了在Ct上的进度;Ct是C++设计语言的扩展版本，旨在提供更好的平行化运算。

　　从用于运算开始，软件的发展便凭借着摩尔定律(Moore’s Law)关于串行处理器的发展，而不断提高其性能水平。然而，随着微处理器上的功率泄漏问题日亦严重，迫使相关技术朝多核心方向转移。去年年底发起的微软平行运算计划(Parallel Computing Initiative)的主持人David Callahan表示，这意味着向平行运算模型的历史性过渡。

　　微软与英特尔并支持各种学术性研究，来推动这方面的发展。在IDF上，学者们与企业界内部团队也分享了一些进展情况。为了再更加把劲，微软还希望使用平行运算的转变，推动计算机接口的发展。

　　在展开这些工作之前，底层软件(underlying software)需要整体调整;Callahan表示，未来的系统软件将会分成更多层，形成更多的单独元素(elements)，包括在应用链接库和虚拟机管理软件(hypervisors)之间定义用户空间的新执行环境，以及关键操作系统核心(kernel)。

　　执行环境将作为调度器(schedulers)，与进程管理程序及操作系统之间协调工作。拟机管理软件映像(map)着实体资源，而操作系统对实际硬件的存取进行管理。Callahan表示：「这是一个对传统操作系统服务的重新分解(re-factoring)。」

　　这些技术演进之目的，是为了更有效掌控多核心环境下的竞合要求(competing requests)。即使是现今的PC也主管了“可怕数目”的平行进程，于是形成了时序处理的瓶颈以及数据储存的遗失。

　　微软会把其执行层(runtime layer)公布给第三方合作伙伴，其中包括英特尔;因为微软预计未来将需要来自不同供货商、互通的作业软件抽象(software abstractions)，以支持不同型态的操作系统。未来的软件还需要在几个方面进行改善，包括合作调度(cooperative scheduling)、更好的执行绪级性能，以及增强的讯息传递。

　　Callahan称：「这将是一系列深远的改变，甚至需要重新建构链接库文件并重新编写应用程序。」RapidMind 首席科学家Michael McCool则表示，「这是一个雄心勃勃的转变，也是他们(微软与英特尔)的首要目标。」该公司从事于为x86和其它处理器提供平行编程工具。

　　McCool还补充：「最初，他们已经完成了一些显著的支持平行任务的工作，但我没有看到在对数据抽象方面上的任何努力。」他指出，未来平行编程模型要新的目录来对数据排序，因此数据可以在合适的时候汇集到缓冲存储器中的合适位置。

　　他还指出，英特尔最新的高速处理器互连明显减少了等待时间，但如果错误数据出现在缓冲存储器中，等待时间又会显著增加。

　　新的工具和新的设计语言

　　在编程工具方面，Callahan则表示，微软正对其基于C#3.0语言的.Net环境进行扩展。英特尔称其将在11月份发表四个新的平行编程工具的测试版本。

　　Callahan表示，程序设计师们将需要一整套新的工具组来实现除错、最佳化以及验证其编写的平行程序代码。除错工作将从单步执行模式(single-step)变为虚拟工具，来获取上千次同步任务时所反映出的趋势。

　　在设计语言方面，英特尔谈论到Ct，即C++用于多核心处理器的扩展版本。该语言目标是自动为多个核心划分处理任务，而不需要程序员了解x86架构的深层细节。

　　从英特尔企业应用技术部门工程师Anwar Ghuloum展示的数据看，使用该语言在四核心系统上执行同样的程序代码可以加速1.7至3.7倍。Ct最初的目标是用于英特尔通用Nehalem四核心芯片组，但目前已经升级在16核心Larrabee绘图处理器原型上执行。

　　McCool 表示：「RapidMind和Ct都指向平行运算这一方向，但我们更关注长远而成熟的商业应用;而目前Ct仍然只是一项正在研究中的API。」

　　英特尔还讨论了其先进向量扩展(AVX)，作为取代目前在英特尔处理器上使用的串流式SIMD扩展版(SSE)指令集扩展。

　　AVX被认为将为平行运算提供比SSE更优越的环境，提升浮点性能并增加了更广泛的单指令和多数据(SIMD)单元。不过，AVX得到英特尔SandyBridge处理器问世后才会全面实现，SandyBridge是一款32奈米处理器，预计2010年推出，是继目前Nehalem型CPU两代后的产品。

　　另外，英特尔透露了Nehalem处理器性能得以最佳化的新功能，这些功能是其它一些CPU核心中没有采用的。这个功能可以在一些核心闲置时自动关闭它们，因而为其它仍在执行的核心提供更多可用的芯片级电源。

　　该技术涉及到新一代具高阻抗的晶体管设计，因而减少了来自已经关闭的核心的泄漏电流，同时在处理器上还使用了百万闸晶体管控制器和传感器。负责Nehalem电源管理设计的英特尔院士Rajesh Kumar表示：「你能控制的电源越多，实现的性能越佳。」

　　英特尔竞争对手AMD已经有能力在其处理器上透过独立的电源层来独立执行各个核心。但之前英特尔表示，这样的功能并不能显著节省电源。