英特尔全新晶体管性能提升可媲美节点升级！计算架构新黄金十年开启？
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英特尔首席架构师Raja Koduri和多位英特尔院士、架构师在英特尔2020年架构日上详细介绍了英特尔在六大技术支柱方面的最新进展。 首次展示了英特尔全新的10nm SuperFin技术，并首次介绍了可实现全扩展的Xe图形架构，还有Willow Cove微架构和用于移动客户端的Tiger Lake SoC架构细节，先进封装技术、混合架构等。
英特尔在架构日上展示的制程&封装、XPU架构、内存&存储、互联、安全、软件的进展，是否表明了英特尔开启了计算架构创新的黄金十年？ 全新10nm SuperFin技术可媲美节点转换 智能化时代快速增长的算力需求与先进制程提升的速度之间的差距越来越大，晶体管的微缩也面临着越来越多的物理极限挑战，业界正通过技术创新去解决挑战。 Raja Koduri表示，经过多年对FinFET晶体管技术的改进，英特尔正在重新定义该技术，以实现其历史上最强大的单节点内性能增强，带来的性能提升可与完全节点转换相媲美。
英特尔推出的全新晶体管技术10nm SuperFin技术实现了英特尔增强型FinFET晶体管与Super MIM（Metal-Insulator-Metal）电容器的结合。
SuperFin技术能够提供增强的外延源极/漏极、改进的栅极工艺和额外的栅极间距，并通过以下方式实现更高的性能： 增强源极和漏极上晶体结构的外延长度，从而增加应变并减小电阻，以允许更多电流通过通道。 改进栅极工艺以实现更高的通道迁移率，从而使电荷载流子更快地移动。 提供额外的栅极间距选项可为需要最高性能的芯片功能提供更高的驱动电流。 使用新型薄壁阻隔将过孔电阻降低了30％，从而提升了互连性能表现。 与行业标准相比，在同等的占位面积内电容增加了5倍，从而减少了电压下降，显著提高了产品性能。该技术由一类新型的“高K”（ Hi-K）电介质材料实现，该材料可以堆叠在厚度仅为几埃厚的超薄层中，从而形成重复的“超晶格”结构。
Raja说：“这是一项行业内领先的技术，领先于其他芯片制造商的现有能力。” 据悉，10nm SuperFin技术将运用于代号为“ Tiger Lake”的英特尔下一代移动处理器中。搭载Tiger Lake移动处理器的产品将在今年假日季上市。
晶体管技术创新的同时，更为重要的可能是架构创新。去年2017 年图灵奖的两位得主 John L. Hennessy 和 David A. Patterson发表了一篇长报告《A New Golden Age for Computer Architecture》，详细描述了引发计算机架构新时代到来的种种变化，并且展望未来的十年将是计算机体系架构领域的“新的黄金十年”。 英特尔在2020年架构日上展示了从CPU到GPU的多个架构的最新进展。 Tiger Lake与最新Willow Cove CPU及Xe GPU微架构 Tiger Lake是英特尔第一个在SoC架构中采用全新 Xe-LP图形微架构。Tiger Lake基于全新的Willow Cove CPU核，有显著的频率。GPU采用全新的Xe图形架构，每瓦性能效率有显著提升。加上电源管理、结构和内存、I/O、显示灯方面的提升，Tiger Lake的性能超越上一代CPU，并实现大规模的AI性能和图形性能的飞跃。
Tiger Lake SoC架构提升具体如下： 全新Willow Cove CPU核心——基于10nm SuperFin技术进步，显著提升频率。 新Xe图形架构 – 具有高达96个执行单元（EUs），每瓦性能效率显著提高。 电源管理——一致性结构中的自主动态电压频率调整（DVFS），提高了全集成电压稳压器（FIVR）效率。 结构和内存——一致性结构带宽增加2倍，约86GB/s内存带宽，经验证的LP4x-4267、DDR4-3200；LP5-5400架构功能?。 高斯网络加速器GNA 2.0专用IP，用于低功耗神经推理计算，减轻CPU处理。运行音频噪音抑制工作负载情况下，采用GNA推理计算的CPU利用率比不采用GNA的CPU低20%。 IO——集成TB4/USB4，CPU上集成PCIe Gen 4，用于低延迟、高带宽设备对内存的访问。 显示——高达 64GB/s的同步传输带宽用于支持多个高分辨率显示器。到内存的专用结构路径，以保持服务质量。 IPU6 ——多达6个传感器，具有4K 30帧视频、27MP像素图像；最高4K90帧和42MP像素图像架构功能。 Willow Cove Willow Cove基于最新的处理器技术和10nm的SuperFin技术的英特尔最新一代CPU微架构。Willow Cove在Sunny Cove架构的基础上，极大地提升了频率以及功率效率，实现超越代间CPU的性能提高。
另外，Willow Cove还将重新设计的缓存架构引入到更大的非相容1.25MB MLC中，并通过英特尔控制流强制技术（Control Flow Enforcement Technology）增强了安全性。
Xe 图形架构 关注英特尔的人对Xe架构并不陌生，英特尔在CES上也透露了首款针对PC的独立图形显卡DG1。在今天的架构日上，英特尔首次详细介绍了可实现全扩展的Xe图形架构。Xe图形架构有Xe-LP、Xe-HP、Xe-HPC三个系列，加上今天新推出的Xe微架构变体Xe-HPG，目前已有四个系列Xe微架构。
Xe-LP是针对PC和移动计算平台的最高效架构。最高配置EU单元多达96组，并具有新架构设计，包括异步计算、视图实例化 （view instancing）、采样器反馈（sampler feedback）、带有AV1的更新版媒体引擎以及更新版显示引擎等。 Xe-LP将使新的终端用户功能具备即时游戏调整（Instant Game Tuning）、捕捉与流媒体及图像锐化。软件优化方面，Xe-LP将通过新的DX11路径和优化的编译器对驱动进行改进。 （编辑：应用网_阳江站长网） 【声明】本站内容均来自网络，其相关言论仅代表作者个人观点，不代表本站立场。若无意侵犯到您的权利，请及时与联系站长删除相关内容! |
