英特尔新晶体管性能大增如同自然界中的物种进化计算架构迎来黄金十年

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  • 2025年01月08日
  • 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、架构师共同介绍了英特尔在六大技术支柱方面的最新进展。首次展示了全新的10nm SuperFin技术,并首次介绍了可实现全扩展的Xe图形架构,还有Willow Cove微架構和用于移动客户端的Tiger Lake SoC细节,先进封装技术、混合架构等。 英特尔在此大会上展示的制程封装、XPU架構、内存存储、互联、安全

英特尔新晶体管性能大增如同自然界中的物种进化计算架构迎来黄金十年

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、架构师共同介绍了英特尔在六大技术支柱方面的最新进展。首次展示了全新的10nm SuperFin技术,并首次介绍了可实现全扩展的Xe图形架构,还有Willow Cove微架構和用于移动客户端的Tiger Lake SoC细节,先进封装技术、混合架构等。

英特尔在此大会上展示的制程封装、XPU架構、内存存储、互联、安全、软件的进展,是否表明了英特尔开启了计算架构创新的黄金十年?

全新10nm SuperFin技术可媲美节点转换

智能化时代快速增长的算力需求与先进制程提升的速度之间差距越来越大,晶体管微缩也面临着越来越多物理极限挑战。Raja Koduri表示经过多年对FinFET晶体管技术改进,英特尔正在重新定义该技术以实现其历史上最强大的单节点内性能增强带来的性能提升可与完全节点转换相媲美。

SuperFin技術能够提供增强外延源极/漏极结构长度增加应变减小电阻以允许更多电流通过通道;改善栅极工艺以提高通道迁移率使电荷载流子更快移动;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;使用新型薄壁阻隔降低30%过孔电阻提升互连性能表现;与行业标准相比同等占位面积内电容增加5倍减少电压下降显著提高产品性能,该技術由一类新型“高K”(Hi-K)電介質材料實現形成重复超晶格結構。

Raja说:“這是一項業界內領先技術領先於其他芯片製造商現有能力。”

据悉10nm SuperFin技術将運用于代號為“Tiger Lake”的英特爾下一代移動處理器中搭载Tiger Lake移動處理器產品將今年假日季上市。

晶体管創新的同時,更為重要的是是架構創新去年2017年圖靈獎得主John L. Hennessy與David A. Patterson發表了一篇長報告《A New Golden Age for Computer Architecture》描述引發計算機建築新時代到來種種變化並且展望未來十年的將是計算機系統建築域的大黃金十年。

英特爾2020年度建筑日展示從CPU到GPU多個建築最新進展。

Tiger Lake與最新Willow Cove CPU及Xe GPU微建築

Tiger Lake是英特爾第一個在SoC建筑中采用全新 Xe-LP圖形微建筑。基于全新的Willow Cove CPU核,有顯著頻率。GPU采用全新的Xe圖形建筑,每瓦效率顯著提升加上電源管理、高斯網絡加速器GNA 2.0專用IP減輕CPU負擔运行音频噪音抑制工作負載情况下采取GNA推理計算CPU利用率比不採用GNA CPU低20%。

IO集成TB4/USB4, 高达64GB/s同步传输带宽支持多个高分辨率显示器。

Willow Cove

基于最新处理器技术和10nm SuperFin technology 的Intel 最近一代CPU 微建筑。会owood 在Sunny Cove 建筑基础上,大幅度提升频率以及功耗效能并实现超越前代CPU 的性能提高另外,将重新设计缓存系统引入更大的非兼容1.25MB MLC 中并通过Intel 控制流强制技术增强安全性。

Xe 图形建设

关注Intel的人对 Xe 建设并不陌生 Intel 在CES 上也透露了首款针对PC独立图形卡 DG1。在今天公布报告时 Intel 首次详细介绍了可以进行全面扩展 XE 架構。他們有三个系列:XE-LP, XE-HP 和 XE-HPC 加上了今日发布的一种叫做 XE-HPG 变体目前已有四个系列 XE 微机构建:

XE-LP 是针对 PC 和移动计算平台最高效结构,最终配置 EU 单元数量达到96 组,并具有异步计算视图实例化采样反馈更新版媒体引擎更新版显示引擎等功能让用户即时游戏调整捕捉与流媒体及图像锐化软件优化方面将通过 DX11 路径和编译优化驱动进行改进;

XE-HP 是业界第一个区块(tile)高度可扩展高效结构,可以数据中心级机柜级视频质量从一个区块范围至两个或四个区块范围,以60 FPS 转码完成10 个完整 4K 视频 流。这对于游戏来说意味着每秒钟可以渲染更多帧数,从而保证游戏画面更加平滑。此外它还被证明可以有效地执行机房级别的大规模 AI 计算任务,比如人脸识别、大数据分析等,这些任务通常需要大量资源才能完成。而这些都可能因为它们可以被分解成许多小任务,然后分布给许多不同的处理核心去执行,所以它们非常适合这种类型的小型核心密集型运算。此外它还能够根据需要动态调整从一个到四个区块之间,使其变得更加灵活且成本有效。

最后,它们计划使用 GDDR6 内存子系统以进一步提高性价比,以及包含光线跟踪支持,这将帮助他们创建出更加真实自然的地球环境,如水波纹或者天空中的云朵效果,为玩家带来更好的沉浸感预计这款产品将于 2021 年开始发货。这就是为什么我们认为这是未来几年的关键趋势之一,因为它已经改变了我们如何看待硬件制造商为何要开发这样的产品,而且已经成为市场上的主要竞争点之一。在接下来的几年里,我们预计看到这些创新继续发展,而不是简单地只是为了追求速度而存在,而是在寻找一种方法来解决当前所面临的问题,即如何保持设备不断向前发展,同时又保持价格竞争力。