轉貼:五個角度說說為什麼英特爾10nm出世即王者

本帖最後由 inone2 於 2019-2-28 15:39 編輯

https://news.mydrivers.com/1/617/617428.htm

目前,處於王者段位元的半導體晶片廠商屈指可數,而英特爾又是其中的佼佼者……

去年12月份,英特爾在架構日活動上公佈了未來六大戰略支柱,從制程、架構、存儲、超微互聯、軟體以及安全方面為PC行業未來發展定下基調。

同時,英特爾還正式公佈了10nm制程的相關資訊。隨後,在今年初的CES上,英特爾正式宣佈了10nm制程落地,並披露了更多細節資訊。

雖然從字面來看,PC半導體晶片已經進入了7nm制程節點,但如果拿出參數做對比的話會發現,英特爾在10nm制程節點就已經做到了與台積電7nm制程同樣的電晶體集成數量,從中可見英特爾在制程技術上有著深厚的技術積累。

五個角度說說為什麼英特爾10nm出世即王者
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2019-2-28 15:34

四大應用方面構築全方位生態

而站在PC行業的角度來看,英特爾10nm制程技術下的PC處理器晶片,將依舊帶來業界領先的技術水準和性能水準。因此不得不說,“王者段位”的英特爾在推出10nm制程的同時,又一次站在了PC行業的最前方。

其實,英特爾10nm制程的優勢並不僅僅是表面上的參數,而是英特爾圍繞10nm制程打造了非常完整的生態體系,這使得英特爾10nm制程技術晶片能夠被應用在更為廣闊的領域之中。

在年初的CES上,英特爾一口氣公佈了10nm制程下的四大應用方向,其中包括PC、伺服器、全新的封裝技術以及5G。所對應的晶片平臺包括面向PC和資料中心級別的Ice Lake平臺、面向3D封裝技術的LakeFiled、以及面向5G領域的SnowRidge。

這從一個側面反映出英特爾在為10nm做準備的過程中,不僅僅考慮到了眼前的領域,同時還考慮到了一些前沿領域的拓展。至少在我看來,英特爾10nm刀一出鞘,即是成熟的殺招,未有絲毫拖泥帶水。

先進的Sunny Cove微架構

與10nm制程密不可分的當屬Sunny Cove微架構。在14nm制程甚至更早之前的架構體系中,英特爾並未將核心代號與架構分離。

比如KabyLake既是核心代號又是架構名稱,而10nm制程首批產品,則會以IceLake作為核心代號,而以Sunny Cove作為架構名稱出現,這標誌著英特爾處理器架構正式由“Lake時代”進入“Cove時代”。

之所以說英特爾10nm制程技術出世即王者,很重要的一部分原因來自於Sunny Cove微架構的提升上。新架構主要聚焦在ST單核性能、全新ISA及並行性三個方面的優化和改進,Sunny Cove微架構主要解決以下四個問題:

其一、增強的微架構,可並存執行更多操作。

其二、可降低延遲的新演算法。

其三、增加關鍵緩衝區和緩存的大小,可優化以資料為中心的工作負載。

其四、針對特定用例和演算法的架構擴展。例如,提升加密性能的新指令,如向量AES和SHA-NI,以及壓縮/解壓縮等其它關鍵用例。

對於處理器來說,IPC強弱與CPU性能有直接關係。英特爾在Sunny Cove微架構IPC性能提升方式上給出了三個字:更深(deeper)、更寬(wider)、更智能(smarter)。

更深方面,Sunny Cove微架構表現在L1容量的增加,從32KB增加到48KB,而且L2緩存、uop、TLB緩存都更大;

更寬主要體現在執行管線上,Sunny Cove微架構分配單元從4個增加到5個,執行介面從8個增加到10個,L1 Store頻寬翻倍。

而想要讓更深、更寬發揮出應用的實力,那麼就需要有更好的演算法。Sunny Cove的smarte就是為此而設計。

英特爾研究院院長宋繼強在解答這個問題時主要提及兩個方面,其一是提高分支預測精度,其二是減少延遲。

另外英特爾還為Sunny Cove微架構配置了加密解密指令集,並在AI、存儲、網路、向量等方面進行全方位改進。因此對於PC用戶來說,無論是消費級還是伺服器用戶,Sunny Cove微架構帶來的變化要比10nm這個制程節點資料更有意義。

由此可見,英特爾10nm制程架構處理器本身具備足夠強的基礎參數,依然會是業界領先的處理器平臺。

Foveros 3D堆疊封裝為半導體晶片發展開闢新道路

除了在制程上有所突破之外,10nm制程技術框架下,Foveros 3D封裝技術不失為一項為半導體晶片發展開闢新道路的重要技術。

去年,英特爾開始在公開場合提出“混搭”概念,這一概念是將不同規格的半導體晶片通過特殊方式封裝在一個晶片之上,使之具備更強的性能和更好的功耗表現,可以讓晶片突破制程與架構的束縛,實現更為自由的組合。

這種混搭封裝技術被英特爾命名為EMIB,即Embedded Multi-Die Interconnect Bridge,中文譯名為嵌入式多核心互聯橋接。

EMIB技術最為知名的應用是英特爾去年推出的冥王峽谷NUC,Kaby Lake-G平臺首次將英特爾CPU與AMD Radeon RX Vega M GPU混搭在一塊晶片上,使其同時具備英特爾處理器的計算能力以及AMD GPU的圖形性能,總體體驗非常不錯。

不過,EMIB作為2D封裝技術,在體積、功耗等方面還有改進的空間。因此,3D封裝堆疊的Foveros技術應運而生。

無論是EMIB還是Foveros,雖然封裝方式不同,但解決的問題是一樣的。

五個角度說說為什麼英特爾10nm出世即王者

以往單片時代處理器內部的CPU核心、GPU核心、IO單元、記憶體控制器等子單元都必須是同一工藝制程下設計的,不過在實際應用中其實並不需要大家都一樣。

比如CPU、GPU核心需要更高的性能,那麼以更加先進的工藝去設計製造是必要的。但是像IO單元、控制器等器件,就不需要這麼先進的工藝了。

以前的封裝技術無法解決這種問題,但是通過EMIB或Foveros就可以實現不同工藝晶片之間的堆疊封裝了。
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此外,Foveros與EMIB的意義不僅僅在於可以將不同規格之間的晶片封裝在一起,更重要的意義在於它的出現能夠讓英特爾擺脫晶片架構與工藝之間“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。

在目前的半導體晶片行業中,英特爾是為數不多的IDM垂直整合型半導體公司。即自己設計晶片架構、自己製造晶片、自己封裝晶片,這一點其它晶片廠商幾乎做不到。

不過這也是一把雙刃劍。優點是英特爾能夠自主根據不同工藝開發不同的CPU架構,而且因為是全自主,所以新工藝開發的架構可以最大化的利用特定工藝的優勢,使之達到更好的匹配與契合。

但不足之處在於將架構與工藝捆綁起來制約了靈活性,比如10nm延期之後,英特爾無法使用14nm工藝去生產10nm制程架構就是典型的例子。

Foveros與EMIB的出現,使得英特爾能夠在未來的發展中跳出制程工藝與架構捆綁的約束,在推進制程工藝發展和架構發展方面能夠更為靈活,有更多的選擇空間。

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而對於OEM合作夥伴來說,全新的封裝技術能夠實現客制化需求,這一點極為重要。以往英特爾與OEM的關係是“我升級晶片你做相應的產品”。

OEM的選擇權不大,只能跟著英特爾的節奏走,英特爾不更新OEM就只能乾等著。全新封裝技術的出現,可以允許OEM去向英特爾客制化自己想要的晶片,從而在不同類型、不同形態的產品之上選擇不同的晶片方案,更加靈活。

因此,Foveros與EMIB不僅僅對於英特爾自身有著重要意義,同時對於整個PC產業、甚至是IT數碼行業都有著極為重要的意義。

Gen 11核顯引領PC進入8K時代

除了CPU層面的革新之外,伴隨英特爾10nm而來的還有全新的Gen 11核芯顯卡。

核芯顯卡對於整個PC行業的意義之大時常被人所忽視,如果沒有核芯顯卡的出現,如今的筆記型電腦在輕薄化道路上必然會延緩很多年。

核芯顯卡的出現,使筆記型電腦在功耗、發熱量與性能方面變得越來越均衡,為2011年超極本概念橫空出世並推動筆記型電腦向真正輕薄化方向發展奠定了基礎。

同時,核芯顯卡、以及性能更為強勁的銳炬核顯的出現,徹底摧毀了入門級獨立顯卡的生存空間,英偉達與AMD(ATI)不得不將獨立顯卡的性能門檻進一步提高,才能與核芯顯卡拉開差距。這是核顯對於PC行業的兩大重要意義所在。

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不過,英特爾Gen 9核顯之後,因種種原因始終沒有更新Gen 10核顯,而是借著10nm到來,直接將核顯過渡到了Gen 11,也就是第11代核顯。

它將集成在今年年底發售的10nm Ice Lake處理器上,其在性能、能效、3D、媒體技術和遊戲體驗方面都有飛躍式的提升。通過目前已知的資訊來看,英特爾第11代核顯具有以下三大特點:

其一,浮點運算能力超過1TFLOPS(每秒一萬億次浮點運算能力),如果單以這一指標衡量的話,相當於AMD Ryzen 3 2200G裡集成的AMD Vega 8 GPU。

架構層面,英特爾第11代核顯集成64個執行單元(EU),而第9代核顯只有24個。

它們分為四個區塊(slice),各有兩個媒體取樣器、一個PixelFE、載入/存儲單元,每個區塊又細分為兩個子區塊(sub-slice),都有自己的指令緩存、3D取樣器。

英特爾對EU內的FPU浮點單元進行了重新設計,不過FP16單精確度浮點性能沒有變化,同時每個EU繼續支持七個執行緒,共512個併發流水線,同時重新設計了記憶體介面,三級緩存增大至3MB。

這些參數上的升級使得英特爾第11代核顯在性能層面將會得到翻倍式提升。

其二,英特爾第11代核顯支持並行解碼,通過集成高級媒體編碼器和解碼器支援全新的H.265編碼,支援HDR色彩映射,同時在4K視頻流創建和8K內容製作上能夠提供支援。

也就是說基於Ice Lake平臺打造的PC產品天生支援4K與8K超高清內容。

其三,第11代核顯支援Adaptive Sync(適應性同步)技術,與NVIDIA G-Sync、AMD FreeSync不同,Adaptive Sync是DP介面的公開標準,主要意義在於保證遊戲過程中更為平穩的畫面播放速率表現。

Project Athena指引PC未來發展

10nm制程框架下,英特爾在晶片層面做的事情已經足夠多。對於一般廠商來說這可能已經足夠了,但是對於英特爾來說還差那麼一點,因此英特爾提出了Project Athena計畫。

在過去8年時間裡,英特爾通過“超極本”概念為筆記本產品帶來了革命性的變化,讓“輕薄型筆記本”不再是紙上談兵,而是落地於實處。

同時通過對英特爾智慧酷睿處理器不斷的優化,使得OEM廠商有更大空間、放開手腳去做輕薄化上的努力。

湧現了包括LG Gram、三星NoteBook 9、VAIO SX14等大批極致輕薄化且兼顧高性能的產品。如今,雖然超極本概念已然遠去,但脫胎於這個概念的產品已經成為當今PC市場裡的中流砥柱。

五個角度說說為什麼英特爾10nm出世即王者
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2019-2-28 15:34

那麼,下一個8年,甚至是更長的時間該如何去走呢?英特爾給出了一個答案,那就是Project Athena。它與“超極本”概念專注于產品形態創新不同,Project Athena將涵蓋更多前沿領域的創新,包括AI、連接等等。

英特爾聯合了所有合作夥伴,在形態、電池續航能力、連線性、性能等具體目標上進行合作,重新定義新型高級筆記型電腦,並致力於將其推向市場。

這就是Project Athena的本質,它對於PC行業未來的發展具有指導意義。

10nm不僅僅是一個數字

英特爾10nm並不僅僅是制程節點的一個簡單數位,也不是這個數位下那些更多以數位為代表的參數。

在10nm這個大框架下,英特爾推出的其實是面向多個領域的一整套解決方案,它並不是“電腦處理器”這麼簡單。

因此在生態體系的比拼中,英特爾10nm更加完善,更為成熟,它不僅僅從計算性能上推動PC產品進化,同時也從封裝、連結、顯示、形態創新等更多維度的層面促進PC產業再次變革,這才是英特爾10nm制程的強勢所在。

some intel employees rediscovered these 2016/17 slides from the archive department?

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出左SAMPLE 再講
而家太早

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出到幾勁轉頭我都買唔起

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INTEL 出 10nm vs 對家既 5/7nm ?

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intel到2019年2月, 都只係出過1款10nm product
仲要iGPU cut左, 亦只有dual-core

我想知有幾成功法

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本帖最後由 toylet 於 2019-3-1 01:22 編輯
INTEL 出 10nm vs 對家既 5/7nm ?
freefdhk 發表於 28/2/2019 18:36

要睇 architecture ....不過 10nm 贏 5nm 的確難以置信, 因為大家見慣細 nm 贏!

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Not sure about 10nm but I think 3D stacking would be the killer tech.

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要睇 architecture ....不過 10nm 贏 5nm 的確難以置信, 因為大家見慣細 nm 贏!
toylet 發表於 2019-3-1 01:20



    有例外
iphone


而家intel只淨下穩定性係sell point
當amd再出新chips, 應該再冇sell point

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Not sure about 10nm but I think 3D stacking would be the killer tech.
ironmonkey 發表於 2019-3-1 01:58



    3D stacking 只可做細功率野,想太多了

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