2006年11月Intel公司推出了世界首款X86四核處理器,2008年Intel推出了旗下首款8核處理器。與以往從單核到雙核的過渡相比,4核到8核處理器的過渡用時要長得多,主要原因就在于日常應(yīng)用的軟件及游戲中對多核并不敏感,4核都不落伍,8核是錦上添花,但不是雪中送炭。
CPU核心數(shù)變化不大,難道這十多年中計算任務(wù)也沒有發(fā)生改變嗎?
非也,不僅變了,而且變化還是很大的,尤其是近兩年來人們對PC以及數(shù)據(jù)中心的要求改變了很多:CPU通用任務(wù)性能要強,整合的核顯GPU要能玩主流游戲,存儲速度要快,數(shù)據(jù)傳輸速度要高,網(wǎng)絡(luò)連接速度要快又穩(wěn),甚至還要能跑AI運算——在這個萬物皆可AI的時代,AI性能也是處理器的要求了。
要想適應(yīng)新時代的計算,就需要新的戰(zhàn)略以及全新的產(chǎn)品。
在去年12月的架構(gòu)日會議上,Intel就提出了新的企業(yè)戰(zhàn)略,開始向以數(shù)據(jù)為中心的方向轉(zhuǎn)變,為了繼續(xù)推動摩爾定律向前發(fā)展,Intel未來將借助指數(shù)級思維推動計算創(chuàng)新。
要想實現(xiàn)這個目標(biāo),Intel提出了六大支柱技術(shù),分別是制程與封裝、架構(gòu)、存儲、互連、安全、軟件,這六個方面擴展現(xiàn)代處理器的內(nèi)涵,實現(xiàn)了性能、價格與功能的平衡。
首個承載六大技術(shù)支柱思想的產(chǎn)品就是Intel最近發(fā)布的Ice Lake十代酷睿處理器,在它身上有先進的10nm制程工藝,也有新一代Sunny Cove CPU核心,更有性能翻倍的Gen11核顯,同時還在AI加速、雷電3、Wi-Fi 6等連接技術(shù)方面做了創(chuàng)新。
十代酷睿Ice Lake之制程:業(yè)界最強10nm工藝
在Intel的六大支柱中,制程工藝是最基礎(chǔ)的,也是最核心的,因為它是Intel繼續(xù)推動摩爾定律向前發(fā)展的關(guān)鍵。
對半導(dǎo)體芯片來說,升級先進工藝帶來的性能、能效好處是多方面的,Intel的10nm節(jié)點又是近年來升級最大的一次,實現(xiàn)了每平方毫米1億晶體管的超高密度,是14nm節(jié)點的2.7倍多,這個增幅是高于業(yè)界通常2倍密度的標(biāo)準(zhǔn)的。
得益于10nm工藝的大提升,Ice Lake處理器的晶體管密度甚至比其他家公司的7nm工藝還要高,再加上Intel在后端工序制造材料及工藝上的改進,10nm工藝使得Ice Lake處理器在集成度、性能、功耗、發(fā)熱等方面比某些7nm處理器更優(yōu)秀。
十代酷睿Ice Lake之CPU:全新SunnyCove核心
Ice Lake處理器之所以備受矚目,就在于它是近年來Intel首次同時升級10nm先進制程工藝及CPU核心架構(gòu),使用了Sunny Cove微內(nèi)核。
Sunny Cove內(nèi)核架構(gòu)是Intel未來CPU架構(gòu)的第一版,重點強化ST單核性能,主要有如下改進:
1、使用了可降低延遲的新算法。
2、增強的微架構(gòu),可并行執(zhí)行更多操作。
3、增加關(guān)鍵緩沖區(qū)和緩存的大小,可優(yōu)化以數(shù)據(jù)為中心的工作負(fù)載。
4、針對特定用例和算法的架構(gòu)擴展。增加了關(guān)于加密性能的新的指令集,如矢量AES和SHA-NI。在今天的演示中,Sunny Cove因為有新的指令集7-zip性能提升了75%。
體現(xiàn)到具體應(yīng)用中,那就是Sunny Cove架構(gòu)大幅提升了日常應(yīng)用的IPC性能,多則40%,平均下來提升了18%,這是近年來CPU架構(gòu)史上IPC增幅最高的一次。
十代酷睿Ice Lake之GPU:核顯可以玩1080p60fps游戲
在CPU架構(gòu)之外,Ice Lake處理器還大幅改進了GPU核心,這次使用了全新的Gen11核顯,最多擁有64組EU單元,F(xiàn)P32浮點性能提升到了1TFLOPS以上,F(xiàn)P16浮點性能高達(dá)2TFLOPS以上,堪稱史上最強核顯。
TFLOPS以上的性能使得核顯GPU已經(jīng)具備了可觀的游戲性能,實測顯示48/64單元的Iris Plus核顯可以保證多數(shù)游戲大作在1080p分辨率的平均幀率超過30FPS,部分還能突破60FPS。
除了游戲性能大幅提升之外,Intel還加強了與游戲廠商的合作,并推出了全新的驅(qū)動程序UI,特別針對游戲玩家提供了豐富的功能及優(yōu)化,能自動檢測硬件、設(shè)定最佳可玩性配置,支持44款游戲一鍵優(yōu)化,未來會超過400款游戲支持。
十代酷睿Ice Lake之AI:專用指令集實現(xiàn)2.5倍AI性能
AI是近兩年來的一大熱點,也是未來最有前途的先進之一。AI不同于普通的CPU運算,為此Intel在Ice Lake處理器中加入了專用的深度學(xué)習(xí)指令集——DL Boost,原本這是用于數(shù)據(jù)中心處理器的功能,現(xiàn)在下放給普通處理器了。
DL Boost是一組深度學(xué)習(xí)(Deep Learning)指令集的組合,可以用它來加速自動圖像增強、圖像檢索、媒體后處理和其他 AI 任務(wù)。
此外,DL Boost指令集還配置了GNA 專用引擎和 Dynamic Tuning 2.0,其中GNA引擎可以幫助處理器以極低的功耗運行語音處理、噪聲抑制等后臺工作負(fù)載,從而最大限度地延長電池續(xù)航時間。
至于Dynamic Tuning 2.0,它就是用機器學(xué)習(xí)在CPU中的具體應(yīng)用了,可以實現(xiàn)Turbo Boost 預(yù)測負(fù)載并調(diào)整功耗。
具體到性能上,專用AI指令集使得Ice Lake的AI性能相比前代處理器有了大幅提升,在INT8相關(guān)的性能測試中實現(xiàn)了100%到150%的性能提升,這可比CPU通用性能提升的幅度高太多了。
十代酷睿Ice Lake之雷電3:40Gbps全功能接口
隨著計算任務(wù)的日趨復(fù)雜,涉及到的數(shù)據(jù)存儲也會越來越多,特別是內(nèi)容創(chuàng)作領(lǐng)域,4K甚至逐漸爆發(fā)的8K內(nèi)容生態(tài)對數(shù)據(jù)交換速度提出了更高挑戰(zhàn),而Ice Lake處理器集成了雷電3技術(shù),速率可達(dá)40Gbps。
在Ice Lake之前就有了雷電3,但彼時的雷電3還需要獨立的主控芯片,成本高,接受范圍也小,但I(xiàn)ce Lake處理器首次集成了雷電3主控,不再需要獨立的芯片,降低了Ice Lake平臺的成本,減少了設(shè)計的復(fù)雜性。
至于性能,雷電3不會讓人失望,目前最快的40Gbps接口速率,折合5GB/s的帶寬,只有PCIe 4.0技術(shù)的SSD才有可能與之一戰(zhàn)。此外,雷電3還是未來USB4技術(shù)的基礎(chǔ),物理接口都是Type-C,二者是統(tǒng)一兼容的。
十代酷睿Ice Lake之Wi-Fi 6:首次集成千兆Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)
有了雷電3在有線傳輸上的進步,Ice Lake還在無線網(wǎng)絡(luò)上實現(xiàn)了一次突破,支持Wi-Fi 6無線技術(shù),這是業(yè)界首次集成千兆Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)。
雖然Wi-Fi 6標(biāo)準(zhǔn)市以后的,但是不代表每家的Wi-Fi 6速度就是一樣的,Ice Lake的Wi-Fi 6解決方案支持了160MHz通道帶寬,支持2x2 MIMO,理論速度可達(dá)2402Mbps,是其他Wi-Fi 理論速度的2-4倍,延遲比其他Wi-Fi 6減少了75%,比標(biāo)準(zhǔn)速度要快40%以上。
總之,對十代酷睿Ice Lake處理器來說,它既是Intel對以往工藝、架構(gòu)的告別,也是Intel全新指數(shù)級思維的開始,在制程工藝、架構(gòu)、存儲、互聯(lián)、安全及軟件方面做出了突破。
對普通消費者來說,先進的10nm工藝、高性能Sunny Cove CPU核心、可玩主流游戲的Gen11出現(xiàn)、2.5倍性能的AI加速、40Gbps的雷電3、千兆級的Wi-Fi 6無線等六大優(yōu)點使得Ice Lake成為最受期待的新一代處理器,我們等這一天太久了。
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