去年十二月,英特爾通過架構日活動給自己定下了新的基調——將在未來以六大戰(zhàn)略支柱為支點推進半導體芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展,同時從不同維度著手,構建更為完善的生態(tài)體系。六大戰(zhàn)略支柱體系的提出,不僅僅在制程、架構方面明確了未來的發(fā)展方向,同時還在存儲、超微互聯(lián)、安全、軟件等方面有了更為廣泛的探索,使得英特爾在半導體芯片領域擁有更強的平臺級能力,這一點至關重要。
而在本屆CES上,英特爾圍繞這六大戰(zhàn)略支柱發(fā)布了不少重磅信息,堪稱本屆CES最大亮點,這些信息將對未來的PC產(chǎn)業(yè)發(fā)展產(chǎn)生深遠影響。
在對這些亮點信息進行解讀之前,我們不妨先來看看六大戰(zhàn)略支柱如何解讀:
制程:制程技術仍然很重要。通過先進的3D封裝技術,英特爾希望在最需要的目標IP模塊上應用最新工藝,與單片設計的單獨工藝和結構分離。因此英特爾推出了Foveros設計平臺,這個平臺包括異構的CPU設計,將在2019年下半年推出一系列有關產(chǎn)品。
架構:英特爾很久以前就已經(jīng)不再以CPU為其唯一中心,無論收購Altera、Nervana、Movidius、eASIC,還是宣布將于2020推出獨立GPU,都是其轉型的證明。英特爾還悄悄創(chuàng)建了用于網(wǎng)絡和運營商的ASIC加速器,并取得了相當大的成功。
英特爾現(xiàn)在認識到,基于標量、矢量、矩陣和空間架構的處理器對客戶同樣重要,因此英特爾將在CPU、GPU、FPGA和AI加速器中部署這些功能。當然,英特爾的轉型非常迅速,也需要更加強內部和外部的溝通。
內存:當多個高速模塊整合到單一封裝中之后,高速的內部存儲對跨模塊共享所有數(shù)據(jù)、減少芯片外延遲,都是至關重要的。正如我們在傲騰上看到的那樣,一旦有機會,英特爾就會全力以赴。
超微互聯(lián):隨著英特爾對IP模塊進行分割,處理器之間和封裝之間的通信便對整個局勢更加重要。此外,隨著需要處理和存儲的數(shù)據(jù)越來越多,無線和數(shù)據(jù)中心互聯(lián)對于在先進封裝芯片之間的數(shù)據(jù)傳輸變得至關重要。
軟件:英特爾已經(jīng)意識到,硬件的每一次巨大飛躍,軟件都有機會提升兩倍的性能,英特爾會將更多資源投入到軟件上。此前,英特爾已經(jīng)在openVINO方面取得了很大的進步,至強的機器學習性能也提升了好幾個數(shù)量級。
以英特爾架構日活動上發(fā)布的“One API”為例,它汲取了openVINO上的經(jīng)驗,可以簡化跨CPU、GPU、FPGA、AI和其它加速器的各種計算引擎的編程,提供相關的工具和庫。
安全:英特爾在架構、設計和產(chǎn)品中會更多地考慮安全性。英特爾新設了一個安全部門,發(fā)現(xiàn)危險的時候會立刻發(fā)出警報,并暫停產(chǎn)品研發(fā)推進。
本屆CES上,英特爾主要亮點來自于制程、架構、超微互聯(lián)與內存四個方面,每一個領域的新動作,都對未來PC產(chǎn)業(yè)的發(fā)展有深遠意義。
·制程亮點:覆蓋更完整生態(tài)鏈
制程方面,英特爾在本次CES上終于宣布了10nm制程節(jié)點落地。雖然要等到2019年12月份我們才能夠看到首批產(chǎn)品,但相信在此之前,有關于10nm制程處理器的性能、特性將被逐步披露出來。
那么為什么說10nm制程將對整個產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生深遠影響呢?
首先對于整個PC行業(yè)來說,英特爾10nm制程在技術層面依然保持領先水準,這就使得基于其打造的全新處理器平臺仍將保持業(yè)界領先的性能水準,這將使未來的PC產(chǎn)品擁有更加出色的性能表現(xiàn),帶給用戶更為流暢的體驗以及更加高效的生產(chǎn)力表現(xiàn)。
同時我們都知道,制程工藝提升將使半導體芯片在功耗上獲得更好的表現(xiàn)。而功耗優(yōu)化會帶來續(xù)航能力以及散熱效率的雙重提升?,F(xiàn)階段,PC產(chǎn)品在功耗性能比上已經(jīng)與五年甚至三年前有了本質差異,英特爾10nm落地將再次推動這一層面的進步。其結果就是可以使OEM廠商在產(chǎn)品設計上有更大的空間,讓產(chǎn)品具備更強續(xù)航、散熱能力的同時,也具備不俗的性能表現(xiàn),這對于PC產(chǎn)業(yè)進步有著極大意義。
雖然我們還不能預見到10nm將會持續(xù)幾代,但從英特爾對14nm制程的優(yōu)化來看,10nm制程的優(yōu)化空間依然不小,不斷探索10nm制程性能極限或許是今后數(shù)年PC行業(yè)的主旋律。同時,英特爾在10nm制程節(jié)點上已經(jīng)為7nm制程推進做了基礎技術上的積累,10nm向7nm推進的過程或許會比14nm到10nm推進的過程更為順利。
另外,英特爾在10nm制程上的布局也非常廣泛,并未僅僅局限于PC這一條線。CES上英特爾除了公布消費級Ice Lake平臺信息之外,還公布了服務器端的Ice Lake芯片進展,公布了5G領域Snow Ridge平臺,并展示了Foveros打造的首款3D堆疊封裝的10nm+22nm混合芯片主板,其產(chǎn)品線之完善可謂是前所未有。
因此就制程層面來看,英特爾對產(chǎn)業(yè)的影響不僅僅在PC,同時還在5G、在封裝、在服務器、甚至是數(shù)據(jù)中心等更多領域。
·架構亮點:覆蓋更廣域的用戶體驗
接下來再說說架構。
隨10nm制程共同落地的,還有Sunny Cove微架構。Sunny Cove主要解決了四個問題:其一、增強的微架構,可并行執(zhí)行更多操作;其二、可降低延遲的新算法;其三、增加關鍵緩沖區(qū)和緩存的大小,可優(yōu)化以數(shù)據(jù)為中心的工作負載;其四、針對特定用例和算法的架構擴展。例如,提升加密性能的新指令,如矢量AES和SHA-NI,以及壓縮/解壓縮等其它關鍵用例。
并且Sunny Cove在IPC性能上做了三個部分的提升:更深、更寬、更智能。這三點主要體現(xiàn)在一級緩存、二級緩存、uop、TLB緩存的增大;體現(xiàn)在執(zhí)行管線拓寬;體現(xiàn)在提高分支預測精度、減少延遲,并配置了加密解密指令集,以及在AI、存儲、網(wǎng)絡、矢量等方面進行的全方位改進。
綜合來看,Sunny Cove微架構旨在提高通用計算任務下每時鐘計算性能的同時,進一步降低功耗。除此之外,其與以往微架構最大的不同是,包含了可加速AI和加密等專用計算任務的新功能,減少延遲、提高吞吐量,提供更高的并行計算能力,從而改善從游戲到多媒體到以數(shù)據(jù)為中心的應用體驗,這是英特爾在架構方面最為重要的革新之一。
·超微互聯(lián)亮點:3D封裝使多方受益
在去年十二月份的架構日活動上,英特爾首次公布了Foveros 3D封裝技術,并在年初的CES上如約帶來了首個通過Foveros 3D封裝技術打造的平臺——LakeField。該平臺采用22FFL IO芯片作為有源載板,并用硅通孔技術(TSV)連接了一顆10nm芯片,其中包含1個Sunny Cove內核和4個Tremont架構Atom內核。整個芯片尺寸大概是5個美分硬幣大小,待機功率僅為2mW(0.002W)。
在《體驗過EMIB的好處之后 我對Foveros有了更多期待》這篇文章中我們對于Foveros的意義做了深入解讀,總體來看,F(xiàn)overos與EMIB的意義不僅僅在于可以將不同規(guī)格之間的芯片封裝在一起,更重要的意義在于它的出現(xiàn)能夠讓英特爾擺脫芯片架構與工藝之間“捆綁”的束縛,使工藝與架構分離,這樣可以使英特爾在制程、架構設計上有更強的靈活性。
此外對于PC產(chǎn)業(yè)來講,原本OEM與英特爾的關系是“英特爾升級處理器芯片制程架構,OEM再做產(chǎn)品端升級”。而Foveros出現(xiàn)之后,OEM廠商可以根據(jù)自身實際需求去進行客制化的芯片定制,不同方案可以滿足不同設備的需求,進而使OEM的產(chǎn)品策略也變得更為靈活。
因此Foveros無論是對于英特爾自身來說,還是對于其合作伙伴來說,都是打破束縛的絕佳方案。
·內存亮點:傲騰升級拓寬應用環(huán)境
最后我們再來說說內存。
在CES發(fā)布會上,英特爾并未對內存領域的進展有過多介紹。但是參加英特爾CES活動的媒體人們都已經(jīng)看到了英特爾在內存方面的全新進展。
2017年3月份,英特爾正式發(fā)布了非易失性存儲領域的新成果——Optane(傲騰內存)?;谌?D XPoint介質的傲騰內存為PC存儲帶來了全新的解決方案,并在SSD價格一度居高不下的時期里成為不少人首選的PC存儲方案。
從正式發(fā)布至今,英特爾一直在針對傲騰內存做軟件、硬件方面的升級,本次CES期間,英特爾展示了全新的傲騰內存解決方案,即將Optane緩存與QLC 3D NAND芯片整合在一起,通過傲騰內存做緩存來提升QLC閃存可靠性,同時進一步提升QLC閃存的讀寫速度,使得基于QLC閃存的SSD擁有更長的壽命以及更強的性能,這種全新的方案在某種程度上解決了傲騰內存先前存在的問題:
其一、單獨占用一個主板M.2接口,影響其在筆記本產(chǎn)品中的普及率;
其二、需要支出一定的裝配成本;
整合之后的傲騰內存將適用于更多形態(tài)的產(chǎn)品,即便搭載到筆記本電腦中也不會因M.2接口數(shù)量限制而受到阻礙。
·結語:
六大全新戰(zhàn)略支柱的提出,為英特爾在未來半導體芯片領域的發(fā)展指明了方向??v觀目前半導體芯片行業(yè),能夠同時在制程、架構、互聯(lián)、存儲、軟件、安全六個維度做生態(tài)的企業(yè)鳳毛菱角,而這卻是英特爾所擅長的事情。
英特爾10nm制程到來,不僅僅是向新制程節(jié)點邁出關鍵性的一步,同時英特爾還為多個行業(yè)賦能更多創(chuàng)新機遇,做到這一點實屬不易!
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