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深度解析英特尔Ice Lake:横跨六大支柱的创新

时间:2019-07-05 18:38来源:体育网 作者:七娃 点击:
【电子网】讯 今年的台北电脑展上,英特尔公司推出了十代酷睿处理器,也就是10nm工艺的Ice Lake处理器,今年6月份出货,量产时间比预期提前了半年。10nm Ice Lake是首发10nm的处理器,也是基于六大技术支柱的创新、可实现指数级性能增长。 现在已经是以数据为中心的时代了,云服务、大数据、5G、AI、物联网带来的数据量是指数级增长,2018年仅仅是中国就产生了7.6ZB的数据,202
【电子网】讯

今年的台北电脑展上,英特尔公司推出了十代酷睿处理器,也就是10nm工艺的Ice Lake处理器,今年6月份出货,量产时间比预期提前了半年。10nm Ice Lake是首发10nm的处理器,也是基于六大技术支柱的创新、可实现指数级性能增长。

  现在已经是以数据为中心的时代了,云服务、大数据、5G、AI、物联网带来的数据量是指数级增长,2018年仅仅是中国就产生了7.6ZB的数据,2025年预计会大幅增加到48.6ZB,全球数据量高达175ZB,这样的增长已经超过了单一处理器性能增长的极限。

  不仅仅是数据量的爆发,还有数据形态的多样化,都对数据的处理提出了更复杂的需求。未来我们连接的设备也不再是数亿级的PC,或者是10亿级的智能手机,随着5G及物联网的发展,未来的时代是万物互联,2025年中国就有800亿智能设备,全球则是1500亿智能设备,纵横交错下对数据的处理、存储、连接都提出了更高要求。

  应对这样的时代,英特尔公司也转变了战略,从以往的以晶体管为中心变成了以数据为中心,转向了六大技术支柱并行的创新,这六大支柱就是制程和封装、架构、内存和存储、互连、安全、软件。英特尔的目标是借助这六大技术支柱,实现指数级的增长。

  在Ice Lake处理器上,先进工艺是10nm,架构是全新的Sunny Cove及Gen11核显,内存上DDR4+傲腾也带来了性能、容量的双重升级,集成雷电3、WiFi 6也扩展了Ice Lake的连接性,安全及软件优化更是重中之重。

制程工艺:先进的2.7倍微缩

  六大技术支柱之中,先进的制造工艺至关重要,是打造领先产品的关键基础,而Ice Lake带来高性能的前提就是10nm工艺的超高晶体管密度。

  从14nm节点,英特尔工艺的升级幅度明显超过了前面几代,22nm到14nm是2.5倍密度,而从14nm再到10nm更是提升到了2.7倍,晶体管密度达到了1MTr/mm2,也就是说一平方毫米空间里就有1亿个晶体管。

  除了晶体管密度上继续符合摩尔定律之外,英特尔的10nm工艺在材料、工艺上还有不少创新之处。之前Techinsights拆解过英特尔10nm芯片,提到英特尔10nm工艺在后端制程BEOL中首次联合使用金属铜及钌,并且使用了自对齐曝光工艺,在新技术上做了很多探索性改进,技术难度要比之前的工艺高得多。

  值得一提的是,英特尔去年推出了名为Foveros的3D封装技术,该技术提供了极大的灵活性,因为设计人员可在新的产品形态中“混搭”不同的技术专利模块与各种存储芯片和I/O配置。

  Foveros封装技术也是六大技术支柱中的重要一环,虽然10nm Ice Lake处理器目前并没有使用Foveros封装技术,不过今年会有Lakefield处理器率先垂范Foveros封装,未来还有更多处理器用上这一技术,芯片从二维走向三维之后也能带来更高的指数级增长。

架构创新:全新Sunny Cove核心,18% IPC性能提升

  除了工艺上的升级之外,Ice Lake处理器上另外一个带来指数级性能增长的创新就是全新架构的应用。英特尔认为,未来十年,架构创新会是他们创新的主要驱动力,继续带来指数级的扩展效应。

  就Ice Lake来说,这次主要的架构升级就是CPU、GPU,其中CPU核心升级到了Sunny Cove,GPU升级到了Gen 11代。

  在CPU核心上,Sunny Cove主要改进可以说是三点——更深、更宽、更智能,具体来说就是:

  - 更深:内部单元增强,L1缓存增加了50%,L2缓存翻倍。

  - 更宽:寻址单元从4个增加到5个,执行单元接口从8个增加到10个等,提高了微架构的并行性能。

  - 更智能:英特尔在Sunny Cove核心上使用了更好的算法,提高了分支预测精度,降低了延迟。

  Sunny Cove核心还提升了某些特定应用的性能,通过增加新的AES、SHA-NI指令提高了加密解密性能,还有解压缩算法,此前英特尔展示的7-ZIP性能提升了高达75%。

  总的来说,在CPU性能上,Sunny Cove内核带来的改变是巨大的,与目前的六代到九代酷睿使用的基于Skylake改进的架构相比,Sunny Cove内核在不同应用中性能提升10-40%不等,平均下来IPC(每指令周期性能)提升了18%之多,这是近年来CPU性能提升最大的一次了。

(责任编辑:admin)
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