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    为创新操碎心 英特尔六大重拳再迎PC春天

      [  中关村在线 原创  ]   作者:尹航   |  责编:李诺

      去年十二月,英特尔通过架构日活动给自己定下了新的基调——将在未来以六大战略支柱为支点推进半导体芯片产业发展,同时从不同维度着手,构建更为完善的生态体系。六大战略支柱体系的提出,不仅仅在制程、架构方面明确了未来的发展方向,同时还在存储、超微互联、安全、软件等方面有了更为广泛的探索,使得英特尔在半导体芯片领域拥有更强的平台级能力,这一点至关重要。

      而在本届CES上,英特尔围绕这六大战略支柱发布了不少重磅信息,堪称本届CES最大亮点,这些信息将对未来的PC产业发展产生深远影响。

    CES2019英特尔发布会亮点解读 深入影响产业发展
    英特尔架构日公布六大战略支柱

      在对这些亮点信息进行解读之前,我们不妨先来看看六大战略支柱如何解读:


      制程:制程技术仍然很重要。通过先进的3D封装技术,英特尔希望在最需要的目标IP模块上应用最新工艺,与单片设计的单独工艺和结构分离。因此英特尔推出了Foveros设计平台,这个平台包括异构的CPU设计,将在2019年下半年推出一系列有关产品。

      架构:英特尔很久以前就已经不再以CPU为其唯一中心,无论收购Altera、Nervana、Movidius、eASIC,还是宣布将于2020推出独立GPU,都是其转型的证明。英特尔还悄悄创建了用于网络和运营商的ASIC加速器,并取得了相当大的成功。

      英特尔现在认识到,基于标量、矢量、矩阵和空间架构的处理器对客户同样重要,因此英特尔将在CPU、GPU、FPGA和AI加速器中部署这些功能。当然,英特尔的转型非常迅速,也需要更加强内部和外部的沟通。

      内存:当多个高速模块整合到单一封装中之后,高速的内部存储对跨模块共享所有数据、减少芯片外延迟,都是至关重要的。正如我们在傲腾上看到的那样,一旦有机会,英特尔就会全力以赴。

      超微互联:随着英特尔对IP模块进行分割,处理器之间和封装之间的通信便对整个局势更加重要。此外,随着需要处理和存储的数据越来越多,无线和数据中心互联对于在先进封装芯片之间的数据传输变得至关重要。

      软件:英特尔已经意识到,硬件的每一次巨大飞跃,软件都有机会提升两倍的性能,英特尔会将更多资源投入到软件上。此前,英特尔已经在openVINO方面取得了很大的进步,至强的机器学习性能也提升了好几个数量级。

      以英特尔架构日活动上发布的“One API”为例,它汲取了openVINO上的经验,可以简化跨CPU、GPU、FPGA、AI和其它加速器的各种计算引擎的编程,提供相关的工具和库。

       安全:英特尔在架构、设计和产品中会更多地考虑安全性。英特尔新设了一个安全部门,发现危险的时候会立刻发出警报,并暂停产品研发推进。


      本届CES上,英特尔主要亮点来自于制程、架构、超微互联与内存四个方面,每一个领域的新动作,都对未来PC产业的发展有深远意义。

    ·制程亮点:覆盖更完整生态链

      制程方面,英特尔在本次CES上终于宣布了10nm制程节点落地。虽然要等到2019年12月份我们才能够看到首批产品,但相信在此之前,有关于10nm制程处理器的性能、特性将被逐步披露出来。

    CES2019英特尔发布会亮点解读 深入影响产业发展
    英特尔制程路线与前沿技术

      那么为什么说10nm制程将对整个产业产生深远影响呢?

      首先对于整个PC行业来说,英特尔10nm制程在技术层面依然保持领先水准,这就使得基于其打造的全新处理器平台仍将保持业界领先的性能水准,这将使未来的PC产品拥有更加出色的性能表现,带给用户更为流畅的体验以及更加高效的生产力表现。

      同时我们都知道,制程工艺提升将使半导体芯片在功耗上获得更好的表现。而功耗优化会带来续航能力以及散热效率的双重提升。现阶段,PC产品在功耗性能比上已经与五年甚至三年前有了本质差异,英特尔10nm落地将再次推动这一层面的进步。其结果就是可以使OEM厂商在产品设计上有更大的空间,让产品具备更强续航、散热能力的同时,也具备不俗的性能表现,这对于PC产业进步有着极大意义。

      虽然我们还不能预见到10nm将会持续几代,但从英特尔对14nm制程的优化来看,10nm制程的优化空间依然不小,不断探索10nm制程性能极限或许是今后数年PC行业的主旋律。同时,英特尔在10nm制程节点上已经为7nm制程推进做了基础技术上的积累,10nm向7nm推进的过程或许会比14nm到10nm推进的过程更为顺利。

      另外,英特尔在10nm制程上的布局也非常广泛,并未仅仅局限于PC这一条线。CES上英特尔除了公布消费级Ice Lake平台信息之外,还公布了服务器端的Ice Lake芯片进展,公布了5G领域Snow Ridge平台,并展示了Foveros打造的首款3D堆叠封装的10nm+22nm混合芯片主板,其产品线之完善可谓是前所未有。

      因此就制程层面来看,英特尔对产业的影响不仅仅在PC,同时还在5G、在封装、在服务器、甚至是数据中心等更多领域。

    ·架构亮点:覆盖更广域的用户体验

      接下来再说说架构。

      随10nm制程共同落地的,还有Sunny Cove微架构。Sunny Cove主要解决了四个问题:其一、增强的微架构,可并行执行更多操作;其二、可降低延迟的新算法;其三、增加关键缓冲区和缓存的大小,可优化以数据为中心的工作负载;其四、针对特定用例和算法的架构扩展。例如,提升加密性能的新指令,如矢量AES和SHA-NI,以及压缩/解压缩等其它关键用例。

    CES2019英特尔发布会亮点解读 深入影响产业发展
    Sunny Cove架构与SkyLake对比

      并且Sunny Cove在IPC性能上做了三个部分的提升:更深、更宽、更智能。这三点主要体现在一级缓存、二级缓存、uop、TLB缓存的增大;体现在执行管线拓宽;体现在提高分支预测精度、减少延迟,并配置了加密解密指令集,以及在AI、存储、网络、矢量等方面进行的全方位改进。

      综合来看,Sunny Cove微架构旨在提高通用计算任务下每时钟计算性能的同时,进一步降低功耗。除此之外,其与以往微架构最大的不同是,包含了可加速AI和加密等专用计算任务的新功能,减少延迟、提高吞吐量,提供更高的并行计算能力,从而改善从游戏到多媒体到以数据为中心的应用体验,这是英特尔在架构方面最为重要的革新之一。

    ·超微互联亮点:3D封装使多方受益

      在去年十二月份的架构日活动上,英特尔首次公布了Foveros 3D封装技术,并在年初的CES上如约带来了首个通过Foveros 3D封装技术打造的平台——LakeField。该平台采用22FFL IO芯片作为有源载板,并用硅通孔技术(TSV)连接了一颗10nm芯片,其中包含1个Sunny Cove内核和4个Tremont架构Atom内核。整个芯片尺寸大概是5个美分硬币大小,待机功率仅为2mW(0.002W)。

    CES2019英特尔发布会亮点解读 深入影响产业发展
    3D堆叠示意

      在《体验过EMIB的好处之后 我对Foveros有了更多期待》这篇文章中我们对于Foveros的意义做了深入解读,总体来看,Foveros与EMIB的意义不仅仅在于可以将不同规格之间的芯片封装在一起,更重要的意义在于它的出现能够让英特尔摆脱芯片架构与工艺之间“捆绑”的束缚,使工艺与架构分离,这样可以使英特尔在制程、架构设计上有更强的灵活性。

      此外对于PC产业来讲,原本OEM与英特尔的关系是“英特尔升级处理器芯片制程架构,OEM再做产品端升级”。而Foveros出现之后,OEM厂商可以根据自身实际需求去进行客制化的芯片定制,不同方案可以满足不同设备的需求,进而使OEM的产品策略也变得更为灵活。

      因此Foveros无论是对于英特尔自身来说,还是对于其合作伙伴来说,都是打破束缚的绝佳方案。

    ·内存亮点:傲腾升级拓宽应用环境

      最后我们再来说说内存。

      在CES发布会上,英特尔并未对内存领域的进展有过多介绍。但是参加英特尔CES活动的媒体人们都已经看到了英特尔在内存方面的全新进展。

      2017年3月份,英特尔正式发布了非易失性存储领域的新成果——Optane(傲腾内存)。基于全新3D XPoint介质的傲腾内存为PC存储带来了全新的解决方案,并在SSD价格一度居高不下的时期里成为不少人首选的PC存储方案。

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    全新的傲腾内存解决方案

      从正式发布至今,英特尔一直在针对傲腾内存做软件、硬件方面的升级,本次CES期间,英特尔展示了全新的傲腾内存解决方案,即将Optane缓存与QLC 3D NAND芯片整合在一起,通过傲腾内存做缓存来提升QLC闪存可靠性,同时进一步提升QLC闪存的读写速度,使得基于QLC闪存的SSD拥有更长的寿命以及更强的性能,这种全新的方案在某种程度上解决了傲腾内存先前存在的问题:

      其一、单独占用一个主板M.2接口,影响其在笔记本产品中的普及率;

      其二、需要支出一定的装配成本;

      整合之后的傲腾内存将适用于更多形态的产品,即便搭载到笔记本电脑中也不会因M.2接口数量限制而受到阻碍。

    ·结语:

      六大全新战略支柱的提出,为英特尔在未来半导体芯片领域的发展指明了方向。纵观目前半导体芯片行业,能够同时在制程、架构、互联、存储、软件、安全六个维度做生态的企业凤毛菱角,而这却是英特尔所擅长的事情。

      英特尔10nm制程到来,不仅仅是向新制程节点迈出关键性的一步,同时英特尔还为多个行业赋能更多创新机遇,做到这一点实属不易!

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