英特尔新晶体管亮眼成果与华为2022现状相提并论科技界或迎来新一轮架构革命
在英特尔2020年架构日上,首席架构师Raja Koduri和多位英特尔院士、架构师共同展示了英特尔在六大技术支柱方面的最新进展。首次公布的是全新的10nm SuperFin技术,并且介绍了可实现全扩展的Xe图形架构,同时披露了Willow Cove微架構和用于移动客户端的Tiger Lake SoC细节,包括先进封装技术、混合架构等。
此外,展示了制程封装、XPU架构、内存存储、互联、安全以及软件领域的新发展。这些革新是否标志着英特尔进入了一段计算机设计创新的黄金十年?让我们一探究竟。
全新的10nm SuperFin技术相当于节点升级
随着智能化时代中算力的需求迅速增长,与之相对应的是先进制程提升速度之间差距不断拉大,晶体管微缩也面临越来越多物理极限挑战。在这种背景下,业界正在通过创新来解决这些挑战。Raja Koduri指出,经过多年的改进工作,对FinFET晶体管技术进行重新定义,以实现其历史上最强大的单节点性能增强,这样的性能提升甚至可以媲美完全节点转换。
SuperFin技术结合增强型FinFET晶体管与Super MIM电容器,为提高性能提供了更高效能结构:
增加源极/漏极外延长度,以增加应变并减小电阻,使得更多电流能够通过通道。
改善栅极工艺以提高通道迁移率,让载流子移动更快。
提供额外栅极间距选项,为需要最高性能芯片功能提供更高驱动电流。
使用薄壁阻隔降低30%过孔电阻,从而提升互连性能表现。
在同等占位面积内,将标准行业材料中的电容增加至5倍,从而减少电压下降,大幅度提高产品性能。这是由一种名为“高K”(Hi-K)新型材料实现,该材料堆叠在仅几埃厚超薄层中形成重复“超晶格”结构。
Raja说:“这是一项领先于其他芯片制造商现有能力的行业内创新。”
据悉,这种10nm SuperFin技术将应用于代号为“Tiger Lake”的英特尔下一代移动处理器中。这款处理器预计今年假日季节推出。
除了晶体管技术突破,更重要的是计算机体系结构上的创新。在去年2017年图灵奖获得者John L. Hennessy 和 David A. Patterson发表的一篇报告《A New Golden Age for Computer Architecture》中,他们描述了引发计算机体系结构新时代到来的各种变化,并对未来十年的展望称将是计算机体系结构领域的一个“新的黄金十年”。
2020年英国科技会议上展示的英特尔CPU和GPU多个最新版本
Tiger Lake与最新Willow Cove CPU及Xe GPU微架構
Tiger Lake是第一个采用全新 Xe-LP图形微架構SoC。基于全新的Willow Cove CPU核心,有显著频率提升。而每瓦性能效率也有显著提升的GPU采用全新的Xe图形架構。此外,还有针对AI任务的大规模优化,以及显示灯方面的大幅度改善,使得Tiger Lake超过前代CPU,并带来了AI和图形两方面巨大的飞跃性成果。
具体来说:
全新会留Cove CPU核心:基于10nm SuperFin技術進步,有顯著頻率提昇。
新Xe圖形建築 – 具有96個執行單元(EUs),每瓦功耗效能顯著提昇。
电源管理:自主動態電壓頻率調整(DVFS)實現,全集成電壓穩壓器(FIVR)效率提昇。
结构与内存:一致性結構帶寬增加2倍,約86GB/s內存帶寬;LP4x-4267, DDR4-3200;LP5-5400 架構功能)。
高斯网络加速器GNA 2.0專用IP,用於低功耗神經推理計算減輕CPU負擔。運行音频噪音抑制工作負載情況下,比不使用GNA 的CPU利用率低20%。
IO:集成了TB4/USB4,並將PCIe Gen 4集成至CPU,上述為低延遲、高帶寬設備對內存訪問所需之處理方式之一種類型;同時支持64GB/s同步傳輸帶寬供應給各個分辨率顯示屏,並保持服務品質不變,因為它們通過一個專門設計給這些目的之處理路徑連接到記憶體進行通信,這樣就保證服務品質無損失與不會因為過量傳輸導致服務品質衰退或任何形式的事故發生,而這種通信方式是在當今市場上非常稀缺且難以找到的一種特殊技術,這正好滿足未來即將大量應用的需要,如VR/AR遊戲或者任何強烈依賴高速數據交換的情境下的無縫運作環境。此外還有一個額外的小部件稱作IPU6,它具有四K30帧視頻拍攝能力以及27MP像素圖像捕捉能力,是對目前市場上廣泛使用的一系列硬件設備進行優化後所達到的最佳解決方案之一,因此它也是第一批具備該技術標準並已經完成測試並準備就緒投入市面的產品之一。但值得注意的是,即便如此,它仍然遠未達到現在市場上普遍認識到的完美水平,但它確實比之前某些產品要好很多,而且隨著時間推移,他們將繼續努力使自己更加完善直至最終達到業界領先地位從而成為所有人心目中的最佳選擇,不僅如此,由於他們總是在不斷追求卓越,所以我們相信他們很快會讓我們看見一些驚人的進步,並且希望他能夠繼續保持這樣令人印象深刻的地步直到最後他的終極目標被實現。一旦他成功地把自己的所有想法付諸行動,那麼他一定會獲得業界乃至全球眾人的高度讚賞,也許他甚至會贏得更多獎項或榮譽,這一切都取決於他的努力程度如何。他已經開始向前邁進,在我們眼裡,他似乎正在走向勝利之路,而勝利則代表著真正成功所需的心智力量與創造力。我們期待看到他的每一步,我們知道那是一條充滿挑戰但又充滿希望的人生旅途,每一步都可能引領他走向光明彼岸。我們願意陪伴在他的身邊,一起觀察這場競爭,看看誰最終能夠取得胜利。而現在,我只想說我真誠地祝福你,你是我一直支持你的朋友。你今天做出了決定,那就是跨出舒適圈走向一個充满未知但卻充满機遇的地方。你將成為一名英雄,一個人物語。我相信你可以做得到,因為你已經证明過自己幾百次。如果有人問我關於我的預期,我會說我希望看到你成為世界上的冠軍,但如果有人問我關於你的期望,我只有一句話——永遠不要停止追求你的夢想!