10nm處理器雙響炮 Intel六大技術(shù)支柱2020年爆發(fā)

在CES 2020展會(huì )上，CPU處理器也是Intel主題演講的重點(diǎn)，這次展會(huì )上官方正式發(fā)布了Tiger Lake處理器，它是第二款10nm處理器，CPU及GPU架構也全面升級，亮點(diǎn)多多。

此外，Intel還聯(lián)合多家合作伙伴展示了一些全新的PC產(chǎn)品，比如折疊屏筆記本ThinkPad X1 Fold，它使用的是Lakefield處理器，是Intel首款3D封裝芯片，同時(shí)封裝10nm芯片和22nm IO的多種模塊。

Tiger Lake、Lakefield兩款處理器是2020年的重點(diǎn)產(chǎn)品之一，它們也同時(shí)是Intel六大技術(shù)支柱戰略中的代表產(chǎn)品，從制程到封裝，再到架構都極具創(chuàng )新性。

何為六大技術(shù)支柱？Intel的核心競爭力都在這里了

在2018年底的Intel架構日活動(dòng)上，Intel官方首次提出了六大技術(shù)戰略，這也就是大家常說(shuō)的六大支柱，聽(tīng)上去很像是六個(gè)柱子支撐著(zhù)Intel，實(shí)際上Intel官方的描述是6個(gè)圓環(huán)，層層相扣，意義更準確一些。

具體來(lái)說(shuō)，這六大支柱就是制程和封裝、架構、內存和存儲、互連、安全、軟件。Intel的目標是借助這六大技術(shù)支柱，實(shí)現指數級的增長(cháng)。

在當時(shí)的會(huì )議上，英特爾高級副總裁、首席架構師以及架構、圖形與軟件部門(mén)總經(jīng)理Raja Koduri提到，“我們現在正把這個(gè)模式（六大戰略支柱）運用于我們的整個(gè)工程部門(mén)，落實(shí)在我們將在明年和未來(lái)推出的全新創(chuàng )新產(chǎn)品與技術(shù)規劃。不管是通過(guò) “Foveros” 邏輯堆疊實(shí)現的先進(jìn)封裝創(chuàng )新，還是面向軟件開(kāi)發(fā)者的 “One API” 方案，我們正在采取行動(dòng)，推動(dòng)可持續的新一輪創(chuàng )新?！?/p>

以往一提到計算能力，大家想到的往往就是摩爾定律推動(dòng)下的晶體管密度，但是如今的計算格局正在發(fā)生深刻變化，數據洪流時(shí)代考驗的不只是單一的CPU、GPU那么簡(jiǎn)單，推動(dòng)摩爾定律發(fā)展的也不只是晶體管規模，而是“包括晶體管、架構研究、連接性提升、更快速的內存系統和軟件的結合”，這也是Intel六大技術(shù)支柱戰略的意義所在。

Tiger Lake：10nm+工藝、Willow Cove及Xe架構落地

在六大技術(shù)支柱中，制程/封裝、架構依然是最底層也是最重要的部分，2019年Intel首次落地了10nm工藝及Sunny Cove架構，2020年的CES展會(huì )上Intel又正式宣布了Tiger Lake處理器，它使用的是10nm+工藝以及新的Willow Cove微內核、Xe圖形架構GPU，同時(shí)還帶來(lái)了新一代的IO接口（這部分我們單獨再說(shuō)）。

在Tiger Lake處理器上，Intel已經(jīng)在使用改進(jìn)版的10nm工藝——10nm+。此前很多人都聽(tīng)過(guò)10nm工藝延期的消息，但是大部分并不了解Intel的10nm工藝，認為別的廠(chǎng)商7nm工藝超越Intel了，實(shí)際上并沒(méi)有。

Intel的10nm工藝是近年來(lái)升級幅度最明顯的一代工藝，摩爾定律下大部分工藝升級是2x晶體管密度，而從14nm到10nm工藝，Intel做到了2.7x晶體管密度提升，10nm節點(diǎn)就實(shí)現了100MTr/mm2，一平方毫米內就集成了1億個(gè)晶體管，相當于其他廠(chǎng)商的7nm晶體管密度水平。

在10nm+工藝之外，Tiger Lake處理器還會(huì )用上全新的CPU內核——Willow Cove，這是去年Ice Lake處理器的Sunny Cove核心的繼任者，后者的IPC性能提升了18%，最多可達40%，Willow Cove核心的性能會(huì )進(jìn)一步提升。

根據官方的說(shuō)法，Willow Cove內核的主要改進(jìn)是在緩存系統上，更大容量的多級緩存，再輔以合理的層級結構、高速度、低延遲，帶來(lái)的性能提升絕對會(huì )是非常顯著(zhù)的，無(wú)論日常應用還是游戲都能獲益匪淺，Intel官方表示CPU性能提升至少是雙位數，也就是超過(guò)10%的。

Lakefield處理器2020年問(wèn)世 Foveros 3D封裝成真

在CES展會(huì )上，Intel及其合作伙伴還探索了PC產(chǎn)品的全新形態(tài)，聯(lián)想在發(fā)布會(huì )上現場(chǎng)展示了ThinkPad X1 Fold折疊屏筆記本，夢(mèng)幻般的外形及全新的操作體驗驚艷了全場(chǎng)。

ThinkPad X1 Fold折疊屏筆記本

折疊屏、雙屏等全新形態(tài)的PC同時(shí)也對處理器提出了更高的要求，性能、功耗、尺寸等關(guān)鍵指標的要求都不一樣了，趨勢就是功耗更低、體積更小、集成度更高，所以這些產(chǎn)品使用的處理器也不同，目前主要是Intel的Lakefield處理器，也會(huì )在2020年開(kāi)賣(mài)，去年發(fā)布微軟雙屏Surface Neo、三星筆記本Galaxy Book S也是如此，都會(huì )在今年正式上市。

Lakefield處理器的特殊之處在于它的封裝，這就要涉及到Intel六大技術(shù)支柱中的封裝技術(shù)了，Lakefield首發(fā)了Intel的Foveros 3D立體封裝技術(shù)，2019年的CES展會(huì )上正式宣布，它可以將多個(gè)硅片堆疊在一起，縮小整體面積，但提高內部互連通信效率，并且可以靈活控制不同模塊，滿(mǎn)足不同需求，還可以采用不同工藝。

具體到Lakefield處理器上，其內部集成了10nm工藝的計算Die、22nm工藝的基礎Die兩個(gè)硅片，前者包含一個(gè)高性能的Sunny Cove/Ice Lake CPU核心、四個(gè)高能效的Tremont CPU核心，整體尺寸僅為12×12毫米，比一枚硬幣還小。

在CPU核心之外，Foveros 3D封裝還可以加入10nm GPU核心、DRAM內存等核心，最新消息顯示它甚至可能集成聯(lián)發(fā)科的5G基帶。

總之，憑借Foveros 3D封裝的靈活性，Intel可以按需整合各種不同的IP核心，這種超高集成度也使得Lakefield處理器厚度減少了40%，核心面積減少了40%，GPU性能提升50%，待機功耗只有原來(lái)的1/10。

2020年成六大技術(shù)支持落地的關(guān)鍵點(diǎn) 架構、工藝、封裝合體

2019年Intel推出Ice Lake處理器之后，新的10nmnm工藝及Sunny Cove架構意味著(zhù)六大技術(shù)支柱正式拉開(kāi)了帷幕，首次在架構及工藝上同步升級。

2020年Intel的六大技術(shù)支柱就更重要了，可以說(shuō)這次會(huì )遍地開(kāi)花了，Tiger Lake及Lakefield處理器不僅帶來(lái)了10nm+工藝、全新的Willow Cove核心、Xe圖形架構GPU核心，也首次將3D封裝Foveros技術(shù)變成了現實(shí)。

在未來(lái)的芯片發(fā)展中，Foveros 3D為代表的新一代封裝技術(shù)也會(huì )占據越來(lái)越多的份額，其高集成度及靈活搭配不同工藝的特性賦予未來(lái)的PC更高的創(chuàng )新性，從外觀(guān)形態(tài)到操作體驗都有全新的體驗。