10nm量産 十代酷睿悟出“六脈神劍”

2019-08-09 14:25:35 來源:快科技
        【每日科技網】
10nm量産 十代酷睿悟出“六脈神劍”

  2006年11月Intel公司推出了世界X86四核處理器,2008年Intel推出了旗下8核處理器。與以往從單核到雙核的過渡相比,4核到8核處理器的過渡用時要長得多,主要原因就在于日常應用的軟件及遊戲中對多核并不敏感,4核都不落伍,8核是錦上添花,但不是雪中送炭。

  CPU核心數變化不大,難道這十多年中計算任務也沒有發生改變嗎?

  非也,不僅變了,而且變化還是很大的,尤其是近兩年來人們對PC以及數據中心的要求改變了很多:CPU通用任務性能要強,整合的核顯GPU要能玩主流遊戲,存儲速度要快,數據傳輸速度要高,網絡連接速度要快又穩,甚至還要能跑AI運算——在這個萬物皆可AI的時代,AI性能也是處理器的要求了。

  要想适應新時代的計算,就需要新的戰略以及全新的産品。

  在去年12月的架構日會議上,Intel就提出了新的企業戰略,開始向以數據為中心的方向轉變,為了繼續推動摩爾定律向前發展,Intel未來将借助指數級思維推動計算創新。

  要想實現這個目标,Intel提出了六大支柱技術,分别是制程與封裝、架構、存儲、互連、安全、軟件,這六個方面擴展現代處理器的内涵,實現了性能、價格與功能的平衡。

  承載六大技術支柱思想的産品就是Intel最近發布的Ice Lake十代酷睿處理器,在它身上有先進的10nm制程工藝,也有新一代Sunny Cove CPU核心,更有性能翻倍的Gen11核顯,同時還在AI加速、雷電3、Wi-Fi 6等連接技術方面做了創新。

  十代酷睿Ice Lake之制程:業界最強10nm工藝

  在Intel的六大支柱中,制程工藝是最基礎的,也是最核心的,因為它是Intel繼續推動摩爾定律向前發展的關鍵。

  對半導體芯片來說,升級先進工藝帶來的性能、能效好處是多方面的,Intel的10nm節點又是近年來升級的一次,實現了每平方毫米1億晶體管的超高密度,是14nm節點的2.7倍多,這個增幅是高于業界通常2倍密度的标準的。

  得益于10nm工藝的大提升,Ice Lake處理器的晶體管密度甚至比其他家公司的7nm工藝還要高,再加上Intel在後端工序制造材料及工藝上的改進,10nm工藝使得Ice Lake處理器在集成度、性能、功耗、發熱等方面比某些7nm處理器更。

  十代酷睿Ice Lake之CPU:全新SunnyCove核心

  Ice Lake處理器之所以備受矚目,就在于它是近年來Intel同時升級10nm先進制程工藝及CPU核心架構,使用了Sunny Cove微内核。

  Sunny Cove内核架構是Intel未來CPU架構的第一版,重點強化ST單核性能,主要有如下改進:

  1、使用了可降低延遲的新算法。

  2、增強的微架構,可并行執行更多操作。

  3、增加關鍵緩沖區和緩存的大小,可優化以數據為中心的工作負載。

  4、針對特定用例和算法的架構擴展。增加了關于加密性能的新的指令集,如矢量AES和SHA-NI。在今天的演示中,Sunny Cove因為有新的指令集7-zip性能提升了75%。

  體現到具體應用中,那就是Sunny Cove架構大幅提升了日常應用的IPC性能,多則40%,平均下來提升了18%,這是近年來CPU架構史上IPC增幅的一次。

  十代酷睿Ice Lake之GPU:核顯可以玩1080p60fps遊戲

  在CPU架構之外,Ice Lake處理器還大幅改進了GPU核心,這次使用了全新的Gen11核顯,最多擁有64組EU單元,FP32浮點性能提升到了1TFLOPS以上,FP16浮點性能高達2TFLOPS以上,堪稱史上最強核顯。

  TFLOPS以上的性能使得核顯GPU已經具備了可觀的遊戲性能,實測顯示48/64單元的Iris Plus核顯可以保證多數遊戲大作在1080p分辨率的平均幀率超過30FPS,部分還能突破60FPS。

  除了遊戲性能大幅提升之外,Intel還加強了與遊戲廠商的合作,并推出了全新的驅動程序UI,特别針對遊戲玩家提供了豐富的功能及優化,能自動檢測硬件、設定可玩性配置,支持44款遊戲一鍵優化,未來會超過400款遊戲支持。

  十代酷睿Ice Lake之AI:專用指令集實現2.5倍AI性能

  AI是近兩年來的一大熱點,也是未來最有前途的先進之一。AI不同于普通的CPU運算,為此Intel在Ice Lake處理器中加入了專用的深度學習指令集——DL Boost,原本這是用于數據中心處理器的功能,現在下放給普通處理器了。

  DL Boost是一組深度學習(Deep Learning)指令集的組合,可以用它來加速自動圖像增強、圖像檢索、媒體後處理和其他 AI 任務。

  此外,DL Boost指令集還配置了GNA 專用引擎和 Dynamic Tuning 2.0,其中GNA引擎可以幫助處理器以極低的功耗運行語音處理、噪聲抑制等後台工作負載,從而限度地延長電池續航時間。

  至于Dynamic Tuning 2.0,它就是用機器學習在CPU中的具體應用了,可以實現Turbo Boost 預測負載并調整功耗。

  具體到性能上,專用AI指令集使得Ice Lake的AI性能相比前代處理器有了大幅提升,在INT8相關的性能測試中實現了到150%的性能提升,這可比CPU通用性能提升的幅度高太多了。

  十代酷睿Ice Lake之雷電3:40Gbps全功能接口

  随着計算任務的日趨複雜,涉及到的數據存儲也會越來越多,特别是内容創作領域,4K甚至逐漸爆發的8K内容生态對數據交換速度提出了更高挑戰,而Ice Lake處理器集成了雷電3技術,速率可達40Gbps。

  在Ice Lake之前就有了雷電3,但彼時的雷電3還需要獨立的主控芯片,成本高,接受範圍也小,但Ice Lake處理器集成了雷電3主控,不再需要獨立的芯片,降低了Ice Lake平台的成本,減少了設計的複雜性。

  至于性能,雷電3不會讓人失望,目前最快的40Gbps接口速率,折合5GB/s的帶寬,隻有PCIe 4.0技術的SSD才有可能與之一戰。此外,雷電3還是未來USB4技術的基礎,物理接口都是Type-C,二者是統一兼容的。

  十代酷睿Ice Lake之Wi-Fi 6:集成千兆Wi-Fi網絡

  有了雷電3在有線傳輸上的進步,Ice Lake還在無線網絡上實現了一次突破,支持Wi-Fi 6無線技術,這是業界集成千兆Wi-Fi網絡。

  雖然Wi-Fi 6标準市以後的,但是不代表每家的Wi-Fi 6速度就是一樣的,Ice Lake的Wi-Fi 6解決方案支持了160MHz通道帶寬,支持2x2 MIMO,理論速度可達2402Mbps,是其他Wi-Fi 理論速度的2-4倍,延遲比其他Wi-Fi 6減少了75%,比标準速度要快40%以上。

  總之,對十代酷睿Ice Lake處理器來說,它既是Intel對以往工藝、架構的告别,也是Intel全新指數級思維的開始,在制程工藝、架構、存儲、互聯、安全及軟件方面做出了突破。

  對普通消費者來說,先進的10nm工藝、高性能Sunny Cove CPU核心、可玩主流遊戲的Gen11出現、2.5倍性能的AI加速、40Gbps的雷電3、千兆級的Wi-Fi 6無線等六大優點使得Ice Lake成為最受期待的新一代處理器,我們等這太久了。

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