英特爾發佈CPU新架構,突破性採用3D堆棧法

當地時間12月12日,英特爾在“架構日”活動中公佈了下一代CPU微架構—Sunny Cove,這個微架構採用10納米工藝製造,會成爲英特爾下一代酷睿和至強處理器的基礎。一同發佈的還有全新的GPU核芯顯卡。

據瞭解,新架構“Sunny Cove”有如下性能方面的提升:

1、單線程性能(僅此一點架構變化肯定就不小)

2、降低功耗(筆記本的續航時間有可能大幅增加)

3、 改進擴展性、可並行執行更多操作(或許是支持更多核心)

4、 可加速AI、加密等專用計算任務的新功能

這一架構不同於過去,衆所周知,傳統的芯片結構爲2D平面,但英特爾突破性地使用了3D堆棧結構,名爲:Foveros。按照英特爾的說法:這樣的結構就像樂高積木一樣,甚至可能改變芯片結構的發展。

Moor Insights&Strategy首席執行官Patrick Moorhead表示,2D方法可以實現多種多樣,同時也會犧牲性能並消耗更多功率。而英特爾的3D堆棧結構似乎已經避開了這些問題。Moorhead說:“當你把這些小芯片放在一起時,幾乎沒有功率損失,也沒有性能損失。”不過,英特爾仍然需要證明這一結構可以在同樣的投入中產生相同的結果。

image英特爾採用的3D堆棧結構

電力傳輸也是英特爾認爲已經解決的問題之一。幾十年來,人們一直在尋求一種成功的3D包裝技術,但由於電力、熱量和價格等因素,這項技術一直未能實現。如果底層變熱,熱量就會上升,在3D堆棧的方法中,如果在組裝完所有東西后意識到其中一層是壞的硅,那就只能扔掉所有東西。這樣的代價是非常非常昂貴的。

英特爾從AMD挖走的芯片架構專家Raja Koduri對英特爾如何破解這些問題的細節守口如口。但他表示,結合嚴格的測試、新的供電流程,以及一種全新的隔熱材料來散熱,英特爾已經學會避免了典型的缺陷。

此外,英特爾還宣佈將推出一個新的微架構,2020年的新架構是“Willow Cove”(柳樹海灣),主要是重新設計緩存,對晶體管進行新的優化,並有新的安全特性。2021年的新架構是“Golden Cove”(金色海灣),繼續提升單線程性能,並強化AI、5G、網絡、性能,同時繼續強化安全。

除了發佈新的架構,英特爾還發布了第11代核心顯卡,獨立顯卡會在2020年發佈。這意味着除了AMD或英偉達外,未來的MacBook Pro、iMac、iMac Pro和Mac Pro也可以選擇英特爾的獨立顯卡。

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據瞭解,第11代核顯將在明年集成於10nm工藝的Ice Lake處理器,下半年發佈,官方稱會在性能、能效、3D和媒體技術、遊戲體驗方面都有飛躍。Intel宣稱,新核顯的每時鐘計算性能會提高一倍,浮點運算性能突破每秒一萬億次(1TFlops)。

此外,11代核顯(GT2級別)會集成多達64個執行單元(EU),比現在的24個多了將近1.7倍。它們分爲四個區塊(slice),各有兩個媒體取樣器、一個PixelFE、載入/存儲單元,然後每個區塊又細分爲兩個子區塊(sub-slice),都有自己的指令緩存、3D取樣器。

EU內的FPU浮點單元進行了重新設計,但是FP16單精度浮點性能不變,同時每個EU繼續支持七個線程,暗示還是512個併發流水線,同時重新設計了內存界面,三級緩存增大至3MB。

Intel還披露了一些具體的細節,比如 D流水線方面支持基於區塊的渲染(TBR),重新設計了內存子系統等。

參考內容:

https://www.cnbeta.com/articles/tech/797865.htm

https://www.wired.com/story/intel-foveros-chips-breakthrough/

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