英特爾架構日:哪些產品借助台積電先進製程生產,一次看清楚

作者 | 發布日期 2021 年 08 月 20 日 11:05 | 分類 GPU , IC 設計 , 晶圓 Telegram share ! follow us in feedly


處理器龍頭英特爾 20 日舉行架構日線上大會,公布重大產品架構轉換訊息。英特爾表示,為提升資料中心、HPC 和 AI 及 PC 客戶運算架構,完全揭露兩款 x86 CPU 核心新架構、兩款資料中心 SoC、兩款獨立式 GPU,並為 PC 客戶端打造革命性的多核性能混合架構。也發表 3 款產品將與台積電密切合作。

英特爾表示,這次重大世代轉換為奠定領先產品基礎,Alder Lake 架構不久將與大家見面,且隨著從桌面到資料中心工作負載更大更多、更複雜和更多元,架構日揭曉的技術突破更顯現優秀架構如何滿足更多運算效能的迫切需求。

效率核心(Efficient-core):

從低功耗行動應用至多核心微服務,是滿足客戶廣泛運算需求、高度可擴充的 x86 微架構。相較英特爾最豐富的 Skylake 微架構,效率核心同樣功耗下可提供高 40% 效能,或相同效能降低 40% 功耗。多核心處理下,4 個效率核心相較 4 條執行緒運作的 Skylake 雙核心,提供多 80% 效能並降低功耗,或減少 80% 功耗維持相同效能。

效能核心(Performance-core):

不僅是英特爾迄今打造的最高效能 CPU 核心,同時也為驅動下個運算十年的 CPU 架構跨出重要一步。設計主旨更寬、更深、更智慧,更佳平行作業、提升執行平行度、降低延遲必提升通用運算效能。同樣協助支援具眾多資料與大量程式碼的應用程式。效能核心相較第 11 代 Core 架構(Cypress Cove 核心),相同運作頻率下,寬廣多樣工作負載提供約 19% 改善。

資料中心處理器及機器學習不斷發展,效能核心導入專用硬體,包含英特爾全新 Advanced Matrix Extensions(AMX),以效能提升一個等級執行矩陣乘法運算──人工智慧加速近 8 倍。架構開發時考量軟體易用性,汲取 x86 程式開發模型優勢。

Intel Thread Director:

針對排程器的獨到設計,為確保效率核心和效能核心工作無縫接軌,開始即動態且智慧指派工作,讓真實世界的系統效能最大化與效率最佳化。透過內建核心的智慧,Intel Thread Director 與作業系統搭配天衣無縫,對的時間點將執行工作移往正確核心。

Alder Lake 重塑多核心架構:

Alder Laker 將是英特爾具全新 Intel Thread Director 的首款高效能混合式架構。以高效率核心和高效能核心結合為號召,這是英特爾最智慧的 PC 客戶端 SoC 架構,可從超輕薄行動市場一路延伸至桌面系統,並以多項領先業界的 I/O 與記憶體引領產業轉型。基於 Alder Lake 的產品將於 2021 年出貨。

Xe HPG 和 Alchemist SoC:

針對玩家級遊戲效能和內容創作工作負載設計的全新獨立式圖形微架構。Xe HPG 微架構具備新款 Xe-core,專注運算的可程式化和可擴充元件,全面支援 DirectX 12 Ultimate。位於 Xe-cores 的新款矩陣引擎(就是 Xe Matrix eXtensions、XMX),能加速如 XeSS 的 AI 工作負載,XeSS 更能同時達成高效能與高度逼真遊戲的新穎畫面提升(upscaling)。以 Xe HPG 打造的 Alchemist SoC(以往代號 DG2)使用全新 Intel ARC 品牌,2022 年第一季現身,並以台積電 N6 製程打造。

Sapphire Rapids:

結合英特爾效能核心與全新加速器引擎,Sapphire Rapids 為下世代資料中心處理器設下新標準。平舖 (tiled)、模組化 SoC 架構位於 Sapphire Rapids 中心,提供驚人擴充性同時,依舊保持單一 CPU 晶片介面的優勢,這要歸功於英特爾 EMIB 封裝技術與先進 mesh 架構。

基礎設施處理器(IPU):

Mount Evans 是英特爾首款以 ASIC 為基礎的 IPU,還有以 FPGA 為基礎的全新 IPU 參考平台 Oak Springs Canyon。雲端服務提供者(CSP)藉由從 CPU 卸載基礎設施任務至 IPU,最大化資料中心收益。卸載基礎設施任務至 IPU,讓雲端服務提供者能將伺服器 CPU 100% 供客戶租用。

Xe HPC、Ponte Vecchio:Ponte Vecchio 利用多個先進半導體製程優勢、英特爾革命性 EMIB 多晶片互連技術,以及 Foveros 3D 封裝,Ponte Vecchio 成為英特爾打造過最複雜的 SoC,亦是英特爾 IDM 2.0 策略的絕佳範例。運算晶片 (Compute Tiles) 將採用台積電 N5 製程;基底晶片 (Base Tile) 使用英特爾 7 奈米製程;連結晶片 (Xe Link Tile) 採用台積電 N7 製程。

透過這款產品,實現猶如登月任務艱難的專案,此千億個電晶體裝置提供領先業界的浮點運算效能與運算密度,加速 AI、HPC 和先進分析工作負載。稍早英特爾展示的 Ponte Vecchio 晶片已表現出領先效能,A0 版晶片提供超過 45TFLOPS 的 FP32 吞吐量,大於 5TBps 的記憶體組織結構頻寬,以及突破 2TBps 的連接頻寬。如同 Xe 架構,Ponte Vecchio 同樣由開放以標準為基礎、跨架構、跨供應商的統一軟體堆疊 oneAPI 支援。

英特爾指出,回首過去一年,全球以科技溝通、工作、遊憩,並對抗疫情。事實證明,強大的運算能力相當重要。展望未來,面對大量運算需求,到 2025 年可能需要 1,000 倍。4 年內成長 1,000 倍,相當於摩爾定律 5 次方。英特爾執行長 Pat Gelsinger 表示,正面臨望之生畏的運算挑戰,這些挑戰只能透過革命性架構和平台解決,英特爾的架構師和工程師讓這些技術成為可能。

(圖片來源:英特爾)