英特尔发布Meteor Lake处理器:PC迎来新拐点PC 分离式模块设计AI能力再提升

珠江路在线   2023年9月20日  【 转载 】天龙电影院 

  本文标签:Meteor Lake,英特尔

美国加州 工夫9月19日上午 信息,今天英特尔在美国加州圣何塞公布最新 解决器Meteor Lake,也便是年中公布的酷睿Ultra 解决器首款产品 。Meteor Lake基于Intel 4制程工艺打造,也是英特尔迄今为止能效最高的PC 解决器,新增 拆散式模块架构设计 。

英特尔公布Meteor Lake
解决器:PC迎来新拐点PC 
拆散式模块设计AI
威力再
晋升

AI 威力再 晋级

从第10代酷睿中首次引入AI开始,英特尔开启了PC端AI 利用落地的新阶段,加快生态在PC端AI 利用的探究 。其次,第12代酷睿 解决器中英特尔推出了高性能混合架构,凭借性能核、能效核的组合,让PC面对更复杂 利用场景时 能够灵便 均衡性能与能耗,也是x86 解决器在过去最重要的 改造之一 。

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AI+高性能架构促使英特尔在边缘计算,AI 威力成为重要进展方向 。

今年中旬,英特尔 宣告酷睿品牌 晋级焕新,拆分为旗舰级的崭新英特尔酷睿Ultra、主流级的英特尔酷睿 。其中,Meteor Lake将是“首款酷睿Ultra” 解决器,首批Meteor Lake将是面向笔记本的 解决器,估计2024年第一季度有品牌上出货 。而英特尔14代酷睿桌面级 解决器估计10月亮相 。

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Meteor Lake采纳崭新 拆散式模块架构,分别是计算模块、SoC模块、图形模块、IO模块,并通过英特尔Foveros 3D封装技术衔接 。

计算模块

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仍旧是高性能混合架构, 占有崭新微架构的性能核(Redwood Cove)与能效核(Crestmont)均首次采纳了Intel 4制程工艺,能效进一步 晋升 。为了让计算单元模块化,英特尔优化了环形总线等设计 。

SoC模块

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崭新的SoC模块Meteor Lake低功耗设计的 要害,集成崭新低功率计算岛E-core,人工智能加快引擎NPU,内存操纵器,衔接模块,媒体 解 决心算单元,显示输出单元等 。SoC模块 能够 支撑Wi-Fi 6E、Wi-Fi 7, 支撑8K HDR和AV1编码, 支撑原生HDMI 2.1和DP 2.1 标准, 支撑崭新DDR内存规格 。

SoC模块是Meteor Lake中相比以前最大的转变之一,也是Meteor Lake崭新设计的枢纽 。英特尔提到,Meteor Lake中SoC模块基于对性能、能效的 谋求,在架构设计方面有四个 准则:第一,再一次划分计算密集型IP,从而优化功耗,在不影响性能的状况下,致力于 遍及能效比 。第二, 扩充I/O,满足SoC内部重要IP所需求的带宽 。第三,引入低能耗核心 。第四,充足电源治理算法 。

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具体来看,以前 解决器内部设计中,媒体编解码器和GPU在一起,并通过环形总线与CPU联合起来,假如媒体编解码器运行,就需求GPU进入“工作状态”,并需求通过环形总线 拜访内存, 只管属于高性能解决 方案,却也有一项缺陷——当环形总线上任何区块 拜访内存时,都必须激活环形总线、CPU、GPU单元,功耗更高 。也便是说,因为架构设计缘由,当消费者播放流媒体时,整个模块都在运行,不利于节能 。

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到了Meteor Lake,媒体引擎和图形拆 离开,包含计算模块,都有独立在SoC总线上的位置,而且内存操纵器也放到了SoC总线上 。也便是说,无论是哪个区块、核心 拜访内存,其余 部分不需求供电,例如在视频播放中 只有求媒体编辑码、显示供电, 其余 部分 能够关闭,由此带来了视频播放的功耗优化 。

SoC模块另一个值得重点介绍的便是引入低功率计算岛E-core,这也是Meteor Lake 支撑超低功耗的“ 机密武器” 。凭借SoC模块上这个功耗十分低、工作频率十分低的能效核,Meteor Lake在 解决流媒体播放、 通例操纵等轻负载时,不再需求 使用计算模块中的性能核、能效核,大幅减低功耗 。

超低功耗能效核再外加计算模块的能效核、性能核,构成了崭新“3D高性能混合架构”,让Meteor Lake相比此前的12代、13代酷睿 支撑更出众的线程调度、性能以及功耗 均衡 。所以,Meteor Lake在更多 利用场景中,带来的节能 特点,续航优化将十分值得等待 。

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首次集成NPU

从第10代酷睿将AI引入PC,英特尔就开始加快AI在终端侧落地 。如今我们看到,AI正在加快从云端向终端侧 迁徙,英特尔提出了这一趋向背后的四大驱动因素——第一,终端侧AI算力越来越强,假如将AI放在云端,那么作为后端的云端将方便成为瓶颈,难以大规模进展;第二,AI部输在云端将给服务提供商带来更多成本;第三,AI在终端侧部署延时更低, 即便没有网络也能 使用;第四,数据 存放在终端侧, 能够更好地 掩护消费者 隐衷 。

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作为AI领域的引领者,英特尔在云端、边缘和终端侧的AI进展都有出众 成就 。特殊是终端侧,让消费者 使用轻薄本就 能够 获得更 丰盛的智能体验 。在Meteor Lake中,英特尔首次集成神经网络 解决单元(NPU),而且全系 支撑,更进一步 晋升终端侧AI能效及 利用 。

CPU、GPU、NPU都 能够提供AI算力,然而针对不同 使用场景匹配程度并不 雷同,例如CPU 合适 解决轻量级AI,GPU 合适需求高性能、高吞吐量AI 利用,NPU则专为AI设计具备高能效、低功耗等优势 。所以Meteor Lake在加入NPU后, 能够在PC端提供高效的人工智能加快引擎,与CPU、GPU 联合更灵便的 应答不同场景下AI算力需求 。值得一提的是,NPU低功耗 特点尤其 合适长期运行的AI 利用, 比方在视频会议场景中 波及长期的背景虚化、 使命追踪等等需求,NPU加入后 能够减低对CPU、GPU调用,从而让轻薄本等 设施提供更 长久的续航 。

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例如,在英特尔的内部测试中,将负载所有跑在CPU上用时为43.3秒,功耗40W;所有跑在GPU上用时为14.5秒,功耗37W;将 部分负载(Unet+与Unet-)交由NPU执行,其余交由CPU执行,用时为20.7秒,功耗10W;Unet+由GPU执行,Unet-由NPU执行,用时为11.3,功耗为30W 。

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能够看到通过灵便调用NPU、CPU、GPU,面对同一负载 能够在兼顾功耗的状况下 晋升效率 。英特尔 示意,加入NPU后 绝对仅CPU而言,效率 能够 晋升8倍 。

NPU集成两个神经计算引擎, 能够一起 解决单一工作负载或各自 解决不同工作负载 。在神经计算引擎中,重要集成推理管道、SHAVE DSP两个组件 。

推理管道:高能效计算的核心驱动因素,通过最大限度地削减数据移动并利用固定 性能运作来 解决常见的大计算量 使命, 能够在神经网络执行中实现高效节能 。绝大多数计算 产生在推理管道上,这个固定 性能管道硬件 支撑 标准的神经网络运作 。该管道由一个乘积存加运算( MAC)阵列、一个激活 性能块和一个数据转换块构成 。

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SHAVE DSP:一款专为AI设计的高度优化 VLIW DSP(超长指令字/数字信号 解决器) 。流式混合架构向量引擎(SHAVE ) 能够与推理管道和直接内存 拜访(DMA)引擎一起进行管道化,实现在NPU上并 前进行的真正异构计算,从而最大限度地 遍及性能 。DMA引擎 能够优化编排数据移动,实现最高能效和性能 。

此外NPU中还集成主机接口和 设施治理—— 设施治理区 支撑微软计算驱动程序模型(MCDM), 能够让Meteor Lake的NPU确保安全性的同时更好地 支撑MCDM;内存治理单元(MMU)提供多种状况下的隔离,并 支撑电源和工作负载调度,实现 快捷地低功率状态转换 。

不只不过在芯片设计、底层架构方面的创新,英特尔在AI领域的 延续布局已经构建出了软硬件协同的完善生态 。例如在 利用层面,英特尔携手合作 搭档打造了视频 加强及美化、视频背景含糊、超分辩率、语音降噪等 利用 。英特尔 示意,现在已经有超过100家合作 搭档一起推进终端侧AI 利用 。同时,英特尔也与微软密切合作,包含针对微软Office办公全家桶的探究;专门运行在NPU上的“Windows Studio Effects”, 能够简化、减低软件开发者 使用AI的门槛;对接AI 利用的底层框架Direct ML,实现英特尔平台上 获得更高能效 。

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图形模块

得益于英特尔独立显卡积攒的 教训,Meteor Lake集成基于Xe LPG架构打造的英特尔ARC锐炫显卡,堪称“集显中提供独显性能”,性能是前代的2倍,并 支撑Intel XeSS以及DX12 Ultimate 。

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Meteor Lake的图形模块优化了缓存互连, 占有8个GPU核心、128个Vector Engines,几何图形渲染管线大幅 晋升,而且新增8个硬件光追单元、乱序采样 性能,进一步添加精确率和性能 。

IO模块

IO模块集成了Thunderbolt 4和PCIe 5.0,提供出众衔接体验, 保障数据传输效率 。

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这里还要介绍一项“黑科技”——英特尔硬件线程调度器 。在英特尔推出高性能混合架构后,这项技术就在 延续助力酷睿平台更灵便、高效地 开释性能 。Meteor Lake 加强了英特尔硬件线程调度器对操作系统的反馈,新的硬件线程调度器会实时更新核心 威力,以便更加精准地向操作系统报告整个核心和每个核心的内部能耗比的评估和推断,以提供更加精确的表格给到操作系统 。同时在软件层面和系统层面,与英特尔DDT软件 联合起来对核心调配做更优的操纵 。

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Intel 4制程工艺与Foveros封装技术

Meteor Lake兴许是英特尔公布12代酷睿,推出高性能混合架构后在酷睿平台上最重要的一次 改造,但除了创新的架构外,还 占有两点值得关注——Intel 4制程工艺以及Foveros封装技术 。

“四年五节点”是英特尔重要的进展 策略,也是 是否再一次夺回制程工艺率先地位的 要害一步 。依据英特尔的IDM 2.0 策略,英特尔 方案在四年内实现五个制程节点,2024年在制程节点上与对手平齐,并于2025年处于率先地位 。Intel 4是第二个节点,将为Intel 3奠定 根底 。

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依据英特尔公布的信息,与Intel 7相比实现了2倍面积微缩,带来了高性能逻辑库,且性能核能效比 晋升20% 。Intel 4的创新 特点还包含——方管采纳EUV光刻技术,简化创造流程;采纳高密度MIM(金属-绝缘体-金属)电容器 保障出众供电性能;实现更好频率、电压 均衡 。

当前Intel 4 解决器正在加快量产中 。

Meteor Lake将采纳Foveros封装技术,Foveros封装技术的优势包含:36u凸点间距,迹线宽度小于1微米;凸点密度 遍及近8倍;迹线长度小于2毫米;160GB/s/mm带宽;功耗小于0.3pJ/位 。

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采纳Foveros封装的Meteor Lake与Raptor Lake相比,具备的优势包含:低功耗晶片互连最大限度地削减分区开销;小区块 遍及了晶圆良率,初制晶圆更少; 可 认为每个区块 取舍 现实的硅工艺;简化SKU 创立, 遍及定制 威力 。

英特尔也介绍了封装Meteor Lake的流程,包含五个步骤 。

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第一、切割:从晶圆厂收到内部和外部代工厂的晶圆,并将其切割成单个芯片 。

第二、分选和Diet测试:单晶片测试确保惟独高 品质晶片 能力进入Foveros组装阶段 。这种探测 威力是异构设计的 要害所在,通过向组装生产线提供更多高 品质芯片来 遍及测试良率 。组装生产线已 通过 积极热操纵 威力全面测试 。

第三、晶圆组装:在基板晶圆上组装各个模块 。该生产线在一个流程中整合了芯片附着、底部填充和晶圆模具等组装操作,以及碰撞、钝化、研磨、抛光等创造操作,这在英特尔尚属首次 。

第四、封装组装: Meteor Lake Foveros复合体是在BGA基板面上组装的 。这种复合体兼容现有的封装组装工具和工艺, 只有进行少许优化 。

第五、测试和 实现:英特尔HDMx和系统测试保障 品质,包含压力和老化测试、类测试和系统级平台测试 。

写在最终

苹果近几年推出的的iPad口号冠以“你的下一台电脑未必是电脑”,看似是给PC行业一记打击,但几年后却发现,你的下台电脑还得是电脑 。它不只仅是办公、 利用,今年英特尔给Meteor Lake又给予了更多AI 威力,PC将迎来新的拐点 。

Meteor Lake将更高效也更节能, 保障体验的同时为笔记本提供更长期的续航,这也是崭新SoC模块最重要的作用之一 。关于 利用场景更加复杂多元化的PC而言,这项 特点 能够更好地兼顾生产力和效率 。

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