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五方面和你讲讲为什么英特尔10nm出世即可称霸

2019年02月28日 作者: 暂无评论 304+ 0

去年12月份,英特尔在架构日活动上公布了未来六大战略支柱,从制程、架构、存储、超微互联、软件以及安全方面为PC行业未来发展定下基调。同时,英特尔还正式公布了10nm制程的相关信息。随后,在今年初的CES上,英特尔正式宣布了10nm制程落地,并披露了更多细节信息。

虽然从字面来看,PC半导体芯片已经进入了7nm制程节点,但如果拿出参数做对比的话会发现,英特尔在10nm制程节点就已经做到了与台积电7nm制程同样的晶体管集成数量,从中可见英特尔在制程技术上有着深厚的技术积累。

·四大应用方面构筑全方位生态

而站在PC行业的角度来看,英特尔10nm制程技术下的PC处理器芯片,将依旧带来业界领先的技术水准和性能水准。因此不得不说,“王者段位”的英特尔在推出10nm制程的同时,又一次站在了PC行业的最前方。

其实,英特尔10nm制程的优势并不仅仅是表面上的参数,而是英特尔围绕10nm制程打造了非常完整的生态体系,这使得英特尔10nm制程技术芯片能够被应用在更为广阔的领域之中。

在年初的CES上,英特尔一口气公布了10nm制程下的四大应用方向,其中包括PC、服务器、全新的封装技术以及5G。所对应的芯片平台包括面向PC和数据中心级别的Ice Lake平台、面向3D封装技术的LakeFiled、以及面向5G领域的SnowRidge。

英特尔将10nm制程应用到各个领域

这从一个侧面反映出英特尔在为10nm做准备的过程中,不仅仅考虑到了眼前的领域,同时还考虑到了一些前沿领域的拓展。至少在我看来,英特尔10nm刀一出鞘,即是成熟的杀招,未有丝毫拖泥带水。

·先进的Sunny Cove微架构

与10nm制程密不可分的当属Sunny Cove微架构。在14nm制程甚至更早之前的架构体系中,英特尔并未将核心代号与架构分离,比如KabyLake既是核心代号又是架构名称,而10nm制程首批产品,则会以IceLake作为核心代号,而以Sunny Cove作为架构名称出现,这标志着英特尔处理器架构正式由“Lake时代”进入“Cove时代”。

之所以说英特尔10nm制程技术出世即王者,很重要的一部分原因来自于Sunny Cove微架构的提升上。新架构主要聚焦在ST单核性能、全新ISA及并行性三个方面的优化和改进,Sunny Cove微架构主要解决以下四个问题:

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。

对于处理器来说,IPC强弱与CPU性能有直接关系。英特尔在Sunny Cove微架构IPC性能提升方式上给出了三个字:更深(deeper)、更宽(wider)、更智能(smarter)。

更深方面,Sunny Cove微架构表现在L1容量的增加,从32KB增加到48KB,而且L2缓存、uop、TLB缓存都更大;

更宽主要体现在执行管线上,Sunny Cove微架构分配单元从4个增加到5个,执行接口从8个增加到10个,L1 Store带宽翻倍。

而想要让更深、更宽发挥出应用的实力,那么就需要有更好的算法。Sunny Cove的smarte就是为此而设计。英特尔研究院院长宋继强在解答这个问题时主要提及两个方面,其一是提高分支预测精度,其二是减少延迟。另外英特尔还为Sunny Cove微架构配置了加密解密指令集,并在AI、存储、网络、矢量等方面进行全方位改进。因此对于PC用户来说,无论是消费级还是服务器用户,Sunny Cove微架构带来的变化要比10nm这个制程节点数据更有意义。

由此可见,英特尔10nm制程架构处理器本身具备足够强的基础参数,依然会是业界领先的处理器平台。

·Foveros 3D堆叠封装为半导体芯片发展开辟新道路

除了在制程上有所突破之外,10nm制程技术框架下,Foveros 3D封装技术不失为一项为半导体芯片发展开辟新道路的重要技术。

去年,英特尔开始在公开场合提出“混搭”概念,这一概念是将不同规格的半导体芯片通过特殊方式封装在一个芯片之上,使之具备更强的性能和更好的功耗表现,可以让芯片突破制程与架构的束缚,实现更为自由的组合。这种混搭封装技术被英特尔命名为EMIB,即Embedded Multi-Die Interconnect Bridge,中文译名为嵌入式多核心互联桥接。

EMIB技术最为知名的应用是英特尔去年推出的冥王峡谷NUC,Kaby Lake-G平台首次将英特尔CPU与AMD Radeon RX Vega M GPU混搭在一块芯片上,使其同时具备英特尔处理器的计算能力以及AMD GPU的图形性能,总体体验非常不错。不过,EMIB作为2D封装技术,在体积、功耗等方面还有改进的空间。因此,3D封装堆叠的Foveros技术应运而生。

无论是EMIB还是Foveros,虽然封装方式不同,但解决的问题是一样的。

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