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10nm處理器雙響炮 Intel六大技術(shù)支柱2020年爆發(fā)

來(lái)源:番茄系統(tǒng)家園瀏覽:時(shí)間:2022-03-17 10:03:34

在CES 2020展會(huì)上,CPU處理器也是Intel主題演講的重點(diǎn),這次展會(huì)上官方正式發(fā)布了TigerLake處理器,它是第二款10nm處理器,CPU及GPU架構(gòu)也全面升級(jí),亮點(diǎn)多多。

此外,Intel還聯(lián)合多家合作伙伴展示了一些全新的PC產(chǎn)品,比如折疊屏筆記本ThinkPad X1Fold,它使用的是Lakefield處理器,是Intel首款3D封裝芯片,同時(shí)封裝10nm芯片和22nm IO的多種模塊。

TigerLake、Lakefield兩款處理器是2020年的重點(diǎn)產(chǎn)品之一,它們也同時(shí)是Intel六大技術(shù)支柱戰(zhàn)略中的代表產(chǎn)品,從制程到封裝,再到架構(gòu)都極具創(chuàng)新性。

何為六大技術(shù)支柱?Intel的核心競(jìng)爭(zhēng)力都在這里了

在2018年底的Intel架構(gòu)日活動(dòng)上,Intel官方首次提出了六大技術(shù)戰(zhàn)略,這也就是大家常說(shuō)的六大支柱,聽(tīng)上去很像是六個(gè)柱子支撐著Intel,實(shí)際上Intel官方的描述是6個(gè)圓環(huán),層層相扣,意義更準(zhǔn)確一些。

具體來(lái)說(shuō),這六大支柱就是制程和封裝、架構(gòu)、內(nèi)存和存儲(chǔ)、互連、安全、軟件。Intel的目標(biāo)是借助這六大技術(shù)支柱,實(shí)現(xiàn)指數(shù)級(jí)的增長(zhǎng)。

在當(dāng)時(shí)的會(huì)議上,英特爾高級(jí)副總裁、首席架構(gòu)師以及架構(gòu)、圖形與軟件部門總經(jīng)理RajaKoduri提到,“我們現(xiàn)在正把這個(gè)模式(六大戰(zhàn)略支柱)運(yùn)用于我們的整個(gè)工程部門,落實(shí)在我們將在明年和未來(lái)推出的全新創(chuàng)新產(chǎn)品與技術(shù)規(guī)劃。不管是通過(guò)“Foveros” 邏輯堆疊實(shí)現(xiàn)的先進(jìn)封裝創(chuàng)新,還是面向軟件開(kāi)發(fā)者的 “One API” 方案,我們正在采取行動(dòng),推動(dòng)可持續(xù)的新一輪創(chuàng)新?!?/p>

以往一提到計(jì)算能力,大家想到的往往就是摩爾定律推動(dòng)下的晶體管密度,但是如今的計(jì)算格局正在發(fā)生深刻變化,數(shù)據(jù)洪流時(shí)代考驗(yàn)的不只是單一的CPU、GPU那么簡(jiǎn)單,推動(dòng)摩爾定律發(fā)展的也不只是晶體管規(guī)模,而是“包括晶體管、架構(gòu)研究、連接性提升、更快速的內(nèi)存系統(tǒng)和軟件的結(jié)合”,這也是Intel六大技術(shù)支柱戰(zhàn)略的意義所在。

Tiger Lake:10nm+工藝、Willow Cove及Xe架構(gòu)落地

在六大技術(shù)支柱中,制程/封裝、架構(gòu)依然是最底層也是最重要的部分,2019年Intel首次落地了10nm工藝及SunnyCove架構(gòu),2020年的CES展會(huì)上Intel又正式宣布了Tiger Lake處理器,它使用的是10nm+工藝以及新的WillowCove微內(nèi)核、Xe圖形架構(gòu)GPU,同時(shí)還帶來(lái)了新一代的IO接口(這部分我們單獨(dú)再說(shuō))。

在TigerLake處理器上,Intel已經(jīng)在使用改進(jìn)版的10nm工藝——10nm+。此前很多人都聽(tīng)過(guò)10nm工藝延期的消息,但是大部分并不了解Intel的10nm工藝,認(rèn)為別的廠商7nm工藝超越Intel了,實(shí)際上并沒(méi)有。

Intel的10nm工藝是近年來(lái)升級(jí)幅度最明顯的一代工藝,摩爾定律下大部分工藝升級(jí)是2x晶體管密度,而從14nm到10nm工藝,Intel做到了2.7x晶體管密度提升,10nm節(jié)點(diǎn)就實(shí)現(xiàn)了100MTr/mm2,一平方毫米內(nèi)就集成了1億個(gè)晶體管,相當(dāng)于其他廠商的7nm晶體管密度水平。

在10nm+工藝之外,Tiger Lake處理器還會(huì)用上全新的CPU內(nèi)核——Willow Cove,這是去年Ice Lake處理器的SunnyCove核心的繼任者,后者的IPC性能提升了18%,最多可達(dá)40%,Willow Cove核心的性能會(huì)進(jìn)一步提升。

根據(jù)官方的說(shuō)法,WillowCove內(nèi)核的主要改進(jìn)是在緩存系統(tǒng)上,更大容量的多級(jí)緩存,再輔以合理的層級(jí)結(jié)構(gòu)、高速度、低延遲,帶來(lái)的性能提升絕對(duì)會(huì)是非常顯著的,無(wú)論日常應(yīng)用還是游戲都能獲益匪淺,Intel官方表示CPU性能提升至少是雙位數(shù),也就是超過(guò)10%的。

Lakefield處理器2020年問(wèn)世 Foveros 3D封裝成真

在CES展會(huì)上,Intel及其合作伙伴還探索了PC產(chǎn)品的全新形態(tài),聯(lián)想在發(fā)布會(huì)上現(xiàn)場(chǎng)展示了ThinkPad X1Fold折疊屏筆記本,夢(mèng)幻般的外形及全新的操作體驗(yàn)驚艷了全場(chǎng)。


ThinkPad X1 Fold折疊屏筆記本

折疊屏、雙屏等全新形態(tài)的PC同時(shí)也對(duì)處理器提出了更高的要求,性能、功耗、尺寸等關(guān)鍵指標(biāo)的要求都不一樣了,趨勢(shì)就是功耗更低、體積更小、集成度更高,所以這些產(chǎn)品使用的處理器也不同,目前主要是Intel的Lakefield處理器,也會(huì)在2020年開(kāi)賣,去年發(fā)布微軟雙屏SurfaceNeo、三星筆記本Galaxy Book S也是如此,都會(huì)在今年正式上市。

Lakefield處理器的特殊之處在于它的封裝,這就要涉及到Intel六大技術(shù)支柱中的封裝技術(shù)了,Lakefield首發(fā)了Intel的Foveros3D立體封裝技術(shù),2019年的CES展會(huì)上正式宣布,它可以將多個(gè)硅片堆疊在一起,縮小整體面積,但提高內(nèi)部互連通信效率,并且可以靈活控制不同模塊,滿足不同需求,還可以采用不同工藝。

具體到Lakefield處理器上,其內(nèi)部集成了10nm工藝的計(jì)算Die、22nm工藝的基礎(chǔ)Die兩個(gè)硅片,前者包含一個(gè)高性能的Sunny Cove/IceLake CPU核心、四個(gè)高能效的Tremont CPU核心,整體尺寸僅為12×12毫米,比一枚硬幣還小。

在CPU核心之外,F(xiàn)overos 3D封裝還可以加入10nm GPU核心、DRAM內(nèi)存等核心,最新消息顯示它甚至可能集成聯(lián)發(fā)科的5G基帶。

總之,憑借Foveros3D封裝的靈活性,Intel可以按需整合各種不同的IP核心,這種超高集成度也使得Lakefield處理器厚度減少了40%,核心面積減少了40%,GPU性能提升50%,待機(jī)功耗只有原來(lái)的1/10。

2020年成六大技術(shù)支持落地的關(guān)鍵點(diǎn) 架構(gòu)、工藝、封裝合體

2019年Intel推出Ice Lake處理器之后,新的10nmnm工藝及SunnyCove架構(gòu)意味著六大技術(shù)支柱正式拉開(kāi)了帷幕,首次在架構(gòu)及工藝上同步升級(jí)。

2020年Intel的六大技術(shù)支柱就更重要了,可以說(shuō)這次會(huì)遍地開(kāi)花了,TigerLake及Lakefield處理器不僅帶來(lái)了10nm+工藝、全新的WillowCove核心、Xe圖形架構(gòu)GPU核心,也首次將3D封裝Foveros技術(shù)變成了現(xiàn)實(shí)。

在未來(lái)的芯片發(fā)展中,F(xiàn)overos3D為代表的新一代封裝技術(shù)也會(huì)占據(jù)越來(lái)越多的份額,其高集成度及靈活搭配不同工藝的特性賦予未來(lái)的PC更高的創(chuàng)新性,從外觀形態(tài)到操作體驗(yàn)都有全新的體驗(yàn)。

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