2023英特尔on技术创新大会首秀惊艳：多领域关键技术突破迎接AI时代到来

英特尔公司首席执行官帕特·基辛格（Pat Gelsinger）表示：“AI代表着新时代的到来。AI正在催生全球增长的新时代，在新时代中，算力起着更为重要的作用，让所有人迎来更美好的未来。对开发者而言，这将带来巨大的社会和商业机遇，以创造更多可能，为世界上的重大挑战打造解决方案，并造福地球上每一个人。”

在本届大会主题演讲中，基辛格展示了英特尔如何在其各种硬件产品中加入AI能力，并通过开放、多架构的软件解决方案推动AI应用的普及。基辛格还强调了AI对“芯经济”的推动作用，“芯经济”指的是“在芯片和软件的推动下，正在不断增长的经济形态”。如今，芯片形成了规模达5740亿美元的产业，并驱动着全球约8万亿美元的技术经济（tech economy）。

·制程、封装及多芯粒解决方案

“芯经济”的蓬勃发展始于芯片技术的创新。基辛格表示，英特尔的“四年五个制程节点”计划进展顺利，Intel 7已经实现大规模量产，Intel 4已经生产准备就绪，Intel 3也在按计划推进中，目标是2023年年底。预计将于2024年面市的Intel 20A制程打造的Arrow Lake处理器，其首批测试芯片也在本届大会上亮相，并已经可以在AI应用方面提供超强的性能支持。Intel 20A最为关键的技术是，是首次采用PowerVia背面供电技术以及新型全环绕栅极晶体管RibbonFET，两项新技术应用将为接下来2024年下半年的Intel 18A制程的顺利推进奠定坚实基础。

在加速制程推进之外，本届大会最为惊艳的一项突破性技术就是应用于封装领域的玻璃基板（glass substrates）。经过十年研究，英特尔已经领先业界实现了用于先进封装的玻璃基板，它将于2020年代后期推出，是一项现在看来真正的未来技术。

随着对更强大算力的需求不断增长，以及半导体行业进入在封装中集成多个芯粒的异构时代，封装基板在信号传输速度、供电、设计规则和稳定性方面的改进变得至关重要。与目前使用的有机基板相比，玻璃基板具有卓越的机械、物理和光学特性，可以在封装中连接更多晶体管，提供更高质量的微缩，并支持构建更大的芯片组（即“系统级封装”）。芯片架构师将有能力在一个封装中以更小的尺寸封装更多的芯粒模块，同时以更灵活、总体成本和功耗更低的方式实现性能和密度的提升。

根据官方数据来看，玻璃基板可耐受更高的温度，将变形（pattern distortion）减少50%，并具有极低的平面度，可改善光刻的聚焦深度（depth of focus），还达到了实现极紧密的层间互连叠加所需的尺寸稳定性。由于这些独特的性能，玻璃基板上的互连密度有望提升10倍。此外，玻璃机械性能的改进实现了非常高的超大尺寸封装良率。

玻璃基板对更高温度的耐受性，也让芯片架构师能够更灵活地设置电源传输和信号路由设计规则，因为它在更高温度下的工作流程中，提供了无缝集成光互连器件和将电感器和电容器嵌入玻璃的能力。因此，采用玻璃基板可以达成更好的功率传输解决方案，同时以更低的功耗实现所需的高速信号传输，有助于让整个行业更接近2030年在单个封装内集成1万亿个晶体管的目标。

所以采用玻璃基板替代现有的有机基板，可以解决到2020年代末期，半导体行业在使用有机材料的硅封装中微缩晶体管的能力可能将达到极限的问题。

此外，英特尔还展示了基于通用芯粒高速互连开放规范（UCIe）的测试芯片封装。该测试芯片集成了基于Intel 3制程节点的英特尔UCIe IP芯粒，和基于TSMC N3E制程节点的Synopsys UCIe IP芯粒。这些芯粒通过EMIB（嵌入式多芯片互连桥接）先进封装技术互连在一起。英特尔代工服务（Intel Foundry Services）、TSMC和Synopsys携手推动UCIe的发展，体现了三者支持基于开放标准的芯粒生态系统的承诺。

基辛格表示，摩尔定律的下一波浪潮将由多芯粒封装技术所推动，如果开放标准能够解决IP集成的障碍，它将很快变成现实。发起于去年的UCIe标准将让来自不同厂商的芯粒能够协同工作，从而以新型芯片设计满足不同AI工作负载的扩展需求。目前，UCIe开放标准已经得到了超过120家公司的支持。

随着AI应用大量落地，算力需求就会不断提升，因此解决算力问题对于英特尔来说非常重要，也是英特尔对于业界的一种承诺。

近期公布的MLPerf AI推理性能测试结果进一步加强了英特尔的承诺，即覆盖各种规模的AI模型，包括更大、更具挑战性的生成式AI和大语言模型。测试结果亦证明了英特尔Gaudi 2加速器能够提供满足AI计算需求的绝佳解决方案。

阿里云首席技术官周靖人也阐述了阿里巴巴如何将内置AI加速器的第四代英特尔至强可扩展处理器用于其生成式AI和大语言模型，即“阿里云通义千问大模型”。周靖人表示，英特尔技术“大幅缩短了模型响应时间，平均加速可达3倍”。

英特尔还预览了下一代英特尔至强处理器，并透露第五代英特尔至强处理器将于12月14日发布，届时，将在相同的功耗下为全球数据中心提高性能和存储速度。此外，具备高能效的能效核（E-core）处理器Sierra Forest将于2024年上半年上市。与第四代至强相比，拥有288核的该处理器预计将使机架密度提升2.5倍，每瓦性能提高2.4倍。紧随Sierra Forest发布的是具备高性能的性能核（P-core）处理器Granite Rapids，与第四代至强相比，其AI性能预计将提高2到3倍。

·英特尔酷睿Ultra构建AI PC元年

本届大会，AI PC正式被提及。通过PC，AI也将变得更加个人化。基辛格说：“AI将通过云与PC的紧密协作，进而从根本上改变、重塑和重构PC体验，释放人们的生产力和创造力。我们正迈向AI PC的新时代。”

这样全新的PC体验，即将在接下来推出的产品代号为Meteor Lake的英特尔酷睿Ultra处理器上得到展现。该处理器配备英特尔首款集成的神经网络处理器（NPU），用于在PC上带来高能效的AI加速和本地推理体验。基辛格确认，酷睿Ultra将在2023年12月14日发布。

酷睿Ultra处理器是英特尔客户端处理器路线图的一个转折点：该款处理器是首个采用Foveros封装技术的客户端芯粒设计。除了NPU以及Intel 4制程节点在性能功耗比上的重大进步外，这款处理器还通过集成英特尔锐炫显卡，带来了独立显卡级别的性能。

在一个多小时的主题演讲过程中，英特尔仿佛展开了一幅围绕AI计算、AI应用所“创作”的精美画卷，它描摹了英特尔对于AI应用前景的畅想，也描摹了英特尔为实现畅想而做出的努力；它描摹了AI宏观生态的构建，也描摹了具象化的AI计算与应用细节。