40年来最重大的处理器架构变革且AI功能加持——Intel 4 Meteor Lake处理器
在今天举办的英特尔on技术创新大会上,英特尔推出了首款基于 Intel 4 制程工艺打造的 Meteor Lake 处理器平台。得益于先进的Foveros 3D 封装技术,Meteor Lake 采用了分离式模块架构,将整个处理器分为计算模块、IO模块、SoC模块、图形模块的功能分区,带来英特尔客户端SoC 40年来的革命性架构转变。该处理器采用了由性能核(Redwood Cove)和能效核(Crestmont)以及低功耗能效核构成的3D高性能混合架构,打造 PC 处理器史上出色的能耗比,并首次将神经网络处理单元(NPU)集成到 PC 处理器中,加速人工智能的普及。
本文引用地址:https://www.eepw.com.cn/article/202309/450753.htm架构升维进化:像搭积木一样“堆叠”的分离式模块架构
Meteor Lake 处理器采用分离式模块架构,由计算模块、SoC 模块、图形模块以及 IO 模块这 4个独立模块组成,并通过业界出众的 Foveros 3D 封装技术连接。其中,计算模块首次采用了Intel 4制程工艺,使 Meteor Lake 处理器成为英特尔历史上能效最高的客户端平台。这样的创新设计,代表着英特尔 40 年来最重大的架构转变,为未来 10 年的 PC 创新奠定基础。
分离式模块架构中包含的 4 个独特模块分别是:
● 计算模块(Compute Tile):采用了最新一代的能效核和性能核微架构以及增强的功能。该模块采用新一代的 Intel 4 制程工艺,在能耗比方面实现了重大进步。
● SoC 模块(SoC Tile):创新的低功耗岛设计,集成了神经网络处理单元(NPU),为PC带来了高能效的 AI 功能表现,并兼容 OpenVINO 等标准化程序接口,便于 AI 的开发及应用普及。新的低功耗能效核,进一步优化节能与性能间的平衡。SoC 模块还集成了内存控制器、媒体编解码处理和显示单元,支持 8K HDR 和 AV1 编解码器以及 HDMI 2.1 和 Display Port 2.1 标准。还支持Wi-Fi 和 Bluetooth,包括 Wi-Fi 6E。
● 图形模块(GPU Tile):这款处理器集成了英特尔锐炫™ 图形架构,能够在集成显卡中提供独立显卡级别的性能,支持光线追踪和Intel XeSS。凭借图形功能的跃升和更高的能效表现,Meteor Lake能够提供出色的每瓦性能表现。
● IO模块(IO Tile):包含业界出众的连接性,集成了 Thunderbolt™ 4和PCIe Gen 5.0。
封装的魔术师:Foveros 3D 封装技术
封装是处理器必不可少的一步,它能够让主板和芯片之间的电和信号相互传输,并起到保护晶片的作用,封装技术在如今的先进封装时代,还拥有了附加价值:能够打造不同工艺节点的更大晶片复合体。这并非没有理论依据,英特尔创始人戈登·摩尔在 1965 年就已经表达过:“构建大型系统时,将其分解为单独封装并互联的小功能模块可能更具经济性。”从 2013 年英特尔® 酷睿™ 处理器的封装芯片组(PCH),到 2017 年 EMIB (嵌入式多芯片互联桥接)技术的 Stratix 10,再到 2020 年 Lakefield 处理器的主动式 3D 堆叠 Foveros 技术,再到 2022 年采用多模块 Foveros + EMIB 封装的 Ponte Vecchio 处理器,英特尔在封装技术上不断探索创新。
全新的 Meteor Lake 处理器将采用 Foveros 封装技术,在芯片内实现极低功耗和高密度的晶片连接。同时,模块化设计可以降低单个晶片大小,相同晶圆可以获得更多的晶片,提升每块晶圆获得芯片的数量,加速定制和上市。此外,还能够为每个区块选择更为适合的芯片工艺,发挥更佳的成本和性能表现。
四年五个节点稳步前行,首款 Intel 4 处理器正加速量产
英特尔正遵循摩尔定律稳步推进四年五个制程节点。全新的 Meteor Lake 处理器将采用 Intel 4 制程工艺,相较于 Intel 7 制程工艺的 408nm 高性能库高度,Intel 4 的 240nm 达到了 2 倍的高性能逻辑库面积缩减(数据基于内部估算,详情请访问 www.intel.com/PerformanceIndex. 结果可能会有所不同)。在 Intel 4 制程工艺下,MIM 的密度也得到了加大,能够让处理器实现更高效的供电,同时采用了 针对 CPU 进行了优化8VTs ,改善性能功率效率。此外,Intel 4 制程工艺还采用了 EUV 极紫外光刻技术,实现了制造流程的简化,提高制造效率。
高能效AI体验飞升,加速AI PC的普及
如今 AI 的使用场景已经向边缘和端侧转移,AI PC 的应用场景和需求突飞猛进。从智能语音降噪、视频背景模糊、超分辨率到游戏高光时刻智能截取等场景,都是 AI 普及的点点滴滴;如今的大语言模型对话以及文生图、图生图到文生视频等 AIGC 场景,更是为 AI PC 的应用形式再添风采,而对算力的需求也在不断增加。全新的处理器通过践行 XPU 战略,为高能效 AI PC 做出了进一步创新。
在 Meteor Lake 处理器中,首次引入了针对人工智能加速的 NPU,专为持续的 AI 和 AI 卸载(通过NPU降低CPU和GPU的AI工作负载)带来高能低耗的表现。除了 NPU,低延迟高响应速度的 CPU 和高性能和高吞吐量的 GPU 也负担起了 AI 算力的需求。NPU、CPU 和 GPU 相互协作,共同为 PC 上的 AI 场景持续加速。
英特尔正基于全新的 Meteor Lake 处理器与产业合作伙伴共同助力 AI 体验的提升。英特尔公司客户端计算事业部副总裁兼中国区总经理 Lakshminarayan (Lakshmi) Krishnamurty 表示 :“英特尔和字节跳动视频剪辑类App——剪映一起优化了用户高频使用的“智能抠像”功能。在切换至下一代酷睿产品的NPU后,处理视频素材时可实现明显的两低效果:功耗降低、耗时降低,将CPU和GPU释放去满足用户复杂场景的算力需求,获得更流畅的剪辑体验,以及更长续航,满足用户的创作需求。”
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