今天小編分享的科技經驗:英特爾展示全新封裝技術,14代酷睿将改變行業?,歡迎閲讀。
2023 年 9 月 19 日,英特爾正式發布基于 Intel 4 制程工藝的首個處理器平台—— Meteor Lake。得益于先進的 Foveros 3D 封裝技術,Meteor Lake 實現了全新的分離式模塊結構,将傳統的單處理器設計分為多模塊設計,Meteor Lake 的處理器将由計算模塊、IO 模塊、SoC 模塊、圖形模塊,通過全新的架構打造出能耗比更出色的處理器。
圖源:英特爾
遺憾的是目前英特爾還沒有公開 14 代酷睿處理器的确切規格,相關的詳細信息估計要等另一場發布會再公開,預計時間應該是在 10 月份。不過,相對于新一代處理器的規格,Intel 4 的各種變化更讓人在意,這是英特爾繼 12 代酷睿之後,又一次對處理器的結構進行大刀闊斧的改變,甚至引入了許多傳統 PC 處理器所沒有的新功能。
圖源:英特爾
在 AI 大模型成為熱門之後,英特爾或許是所有 PC 處理器廠商中跟進速度最快的,在 14 代酷睿處理器中,我們就已經看到了為 AI 準備的神經網絡處理單元(NPU)。早前,英特爾就公布了多個基于處理器設計的 AI 大模型,其中就有針對低功耗處理器設計的模型,讓用户可以在本地部署小規模的 AI,處理一些文字工作。
而在 14 代酷睿處理器之後,PC 處理器也将進入一個新的紀元。
傳統的 PC 處理器基本是單核心結構,少數處理器會在一個基板上放置兩個芯片,組成一個處理器,但是從芯片本身來看,依然是延續了傳統的芯片設計方法,只是将兩顆芯片合二為一。
而 Meteor Lake 架構則采用了分離式的模塊設計,所以,雖然掀開頂蓋你依然只會看到一個芯片,實際上芯片裏封裝了四個獨立模塊,它們共同組成一個處理器。其中,計算模塊就是以前的處理器核心,内置最新一代的能效核及性能核,通過制程工藝及微架構的更新,進一步強化了性能,帶來更高的能耗比。
圖形模塊則集成了英特爾鋭炫圖形架構,因為采用了單獨的模塊設計,所以英特爾能夠将更大的 GPU 封裝到芯片中,Meteor Lake 處理器的核顯性能達到獨顯級别,将支持光線追蹤核 Intel XeSS。
IO 模塊,從功能上來看更新是最小的,集成了雷電 4 協定和 PCIe Gen 5.0,基本上與上一代相同。
最後來看看 SoC 模塊,這是 Meteor Lake 處理器本次更新最大的變化,在 SoC 模塊中英特爾采用了全新的低功耗島設計,集成了神經網絡處理單元(NPU),新的低功耗能效核,進一步優化節能與性能間的平衡。SoC 模塊還集成了内存控制器、媒體編解碼處理和顯示單元,支持 8K HDR 和 AV1 編解碼器以及 HDMI 2.1 和 Display Port 2.1 标準,還支持 Wi-Fi 、 Bluetooth 和 Wi-Fi 6E。
這是 NPU 單元首次被封裝進英特爾的 PC 處理器中,作為神經網絡性能特化的處理單元,NPU 的加入可以讓 14 代酷睿處理器擁有遠超以往所有處理器的 AI 性能。當然,這并不是意味着以前的處理器就沒有 AI 性能,只不過當時的邏輯是用 CPU 和 GPU 的算力,通過算法強行模拟計算,優點是适配性強,缺點則是能耗比低且大量占用 CPU 和 GPU 的算力,導致用户的正常使用體驗受限。
而在 NPU 加入後,處理器就可以将 AI 功能相關的性能調用交給 NPU 解決,CPU 和 GPU 的算力僅作為輔助和備份,讓用户在運行 AI 功能的同時不會影響電腦的正常使用。随着 ChatGPT 等 AI 大模型的崛起,AI 正在成為我們日常生活的一部分,然而當下的 AI 普遍都運行在遠端伺服器上,不僅會帶來信息泄露的風險,還縮小了适用範圍。
如果我們想讓 AI 變成真正的随身助手,提高 PC 等個人終端的 AI 性能就成為迫在眉睫的問題,利用 NPU 的算力,我們可以輕松在本地部署小型 AI 模型,而不需要再借助獨立顯卡等高功耗的硬體,而且可以更輕松地移植到移動端,讓随身移動設備的 AI 語音助手也擁有更加強大的智能。
此前并非沒有人想過将 NPU 加入處理器中,但是受限于各種問題,最終都無法成功在處理器中開辟出一個新的版塊來放置 NPU,那麼英特爾又是怎麼做到的?
Meteor Lake 處理器誕生的背後,離不開英特爾的新一代 3D 封裝技術—— Foveros,雖然早在 2020 年就已經在移動處理器上實驗過,但是當時的技術尚未完全成熟,所以 Lakefield 也成為過去三年裏英特爾唯一的 3D 封裝 PC 處理器。
何為 3D 封裝?打個比喻,傳統的 2D 封裝就是搭建平房,而 3D 封裝就是搭建雙層住房,在原先的芯片上層通過特殊方式再增加一個承載層,并将 NPU 等額外的模塊放入其中,相較于傳統的分開封裝,3D 封裝可以在保證處理器大小不變的同時提供更高的連接帶寬和更低的延遲,從硬體層面保證性能體驗的一致性。
通過對封裝技術的改進,英特爾如今已經可以實現高良率的 3D 封裝,換言之就是成本更低了,這也是 Foveros 能被應用在 PC 處理器上的主要原因,此前 Foveros 一直都活躍在單價更高的伺服器處理器市場。
在改進 3D 封裝技術的同時,英特爾也在研發新的基板材料,用來代替在 2020 年末就已經達到物理上限的有機基板,新一代玻璃基板将擁有更高的晶體管承載能力,具體卓越的機械和物理性質,基于光學特性還能提供遠超上一代基板的封裝數量,預計在 2030 年可以實現單個封裝繼承 1 萬億個晶體管的設計。
新一代基板 + 新一代封裝技術,英特爾正在挑戰 PC 處理器的新上限。
分離式模塊設計、3D 封裝、玻璃基板,一連串的名詞看起來高大上,但是對我們又有什麼影響呢?作為消費者,我們會在 14 代酷睿處理器上得到怎樣的收益呢?實際上,所有改進都離不開兩個字 " 性能 "。
當然,這與我們傳統想象中的主頻提高,或許有些許不同,從此前曝光的信息來看,14 代酷睿處理器的主頻提升并不算大,但是在多核性能、視頻轉碼等方面的性能表現則遠超上一代,其背後就是 SoC 模塊、圖形模塊等獨立模塊的功勞,随着處理器轉入分離式設計時代,傳統的主頻高低已經不能代表處理器的全部性能。
SoC、圖形、計算三大模塊相互獨立,企業也可以根據用户的需求對處理器的性能與功能進行更精準地定制,讓用户可以選擇更适合自己的處理器。長遠來説,這可能将會改變未來的 PC 市場,比如強化計算模塊,可以搭配配置了獨立顯卡的高性能 PC,強化圖形模塊則可以搭配對視頻轉解碼性能需求高的 PC,強化 SoC 模塊,則可以制作成 AI 特化處理器。
當然,暫時我們還是會延續已有的軌迹,通過不同的型号來區分性能,想要更好的性能,那就只能掏更多的錢了。不過,14 代酷睿處理器已經拉開了這道大門,向我們展示了一個嶄新的世界。