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2006年11月Intel公司推出了世界首款X86四核处理器,2008年Intel推出了旗下首款8核处理器。与以往从单核到双核的过渡相比,4核到8核处理器的过渡用时要长得多,主要原因就在于日常应用的软件及游戏中对多核并不敏感,4核都不落伍,8核是锦上添花,但不是雪中送炭。
V3 r7 C l9 }% JCPU核心数变化不大,难道这十多年中计算任务也没有发生改变吗?
' Y. A5 f, j: Y e非也,不仅变了,而且变化还是很大的,尤其是近两年来人们对PC以及数据中心的要求改变了很多:CPU通用任务性能要强,整合的核显GPU要能玩主流游戏,存储速度要快,数据传输速度要高,网络连接速度要快又稳,甚至还要能跑AI运算——在这个万物皆可AI的时代,AI性能也是处理器的要求了。
: y, o3 d2 `$ O: s1 h要想适应新时代的计算,就需要新的战略以及全新的产品。
$ T* v: F" Y8 Q/ ]/ X在去年12月的架构日会议上,Intel就提出了新的企业战略,开始向以数据为中心的方向转变,为了继续推动摩尔定律向前发展,Intel未来将借助指数级思维推动计算创新。0 d% r0 o. k0 M7 _7 Q& ~) X. i
要想实现这个目标,Intel提出了六大支柱技术,分别是制程与封装、架构、存储、互连、安全、软件,这六个方面扩展现代处理器的内涵,实现了性能、价格与功能的平衡。0 J: P' v4 l8 n! p
首个承载六大技术支柱思想的产品就是Intel最近发布的Ice Lake十代酷睿处理器,在它身上有先进的10nm制程工艺,也有新一代Sunny Cove CPU核心,更有性能翻倍的Gen11核显,同时还在AI加速、雷电3、Wi-Fi 6等连接技术方面做了创新。1 M# O8 B4 Z: f, t( B& P. y l
十代酷睿Ice Lake之制程:业界最强10nm工艺
9 b' O: \! E4 a& V0 ]- X* V$ n在Intel的六大支柱中,制程工艺是最基础的,也是最核心的,因为它是Intel继续推动摩尔定律向前发展的关键。) N- q" C" ]- u, T+ w
对半导体芯片来说,升级先进工艺带来的性能、能效好处是多方面的,Intel的10nm节点又是近年来升级最大的一次,实现了每平方毫米1亿晶体管的超高密度,是14nm节点的2.7倍多,这个增幅是高于业界通常2倍密度的标准的。
. z7 O1 |. @2 N) F7 w4 K3 \得益于10nm工艺的大提升,Ice Lake处理器的晶体管密度甚至比其他家公司的7nm工艺还要高,再加上Intel在后端工序制造材料及工艺上的改进,10nm工艺使得Ice Lake处理器在集成度、性能、功耗、发热等方面比某些7nm处理器更优秀。
9 d$ u( k' z6 R; h5 u( h 十代酷睿Ice Lake之CPU:全新SunnyCove核心$ T! C- H" j5 ?+ |9 u8 Q: @: m
Ice Lake处理器之所以备受瞩目,就在于它是近年来Intel首次同时升级10nm先进制程工艺及CPU核心架构,使用了Sunny Cove微内核。
% X9 S$ t# T6 Q; s Sunny Cove内核架构是Intel未来CPU架构的第一版,重点强化ST单核性能,主要有如下改进:5 T6 o5 k2 J1 |7 b3 c
1、使用了可降低延迟的新算法。
/ Z, F2 b, L2 W) [2、增强的微架构,可并行执行更多操作。, T7 b0 K# w0 m- W
3、增加关键缓冲区和缓存的大小,可优化以数据为中心的工作负载。
4 ?0 q9 u9 W- d1 ?% E F+ y3 }. O4、针对特定用例和算法的架构扩展。增加了关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因为有新的指令集7-zip性能提升了75%。
1 C! b0 ?! u0 V 体现到具体应用中,那就是Sunny Cove架构大幅提升了日常应用的IPC性能,多则40%,平均下来提升了18%,这是近年来CPU架构史上IPC增幅最高的一次。7 O/ I4 D& b0 X( {7 ~3 j) t
十代酷睿Ice Lake之GPU:核显可以玩1080p60fps游戏0 b p3 j" _, p. V
在CPU架构之外,Ice Lake处理器还大幅改进了GPU核心,这次使用了全新的Gen11核显,最多拥有64组EU单元,FP32浮点性能提升到了1TFLOPS以上,FP16浮点性能高达2TFLOPS以上,堪称史上最强核显。
. X& {& x9 E4 z+ M3 z5 i7 a TFLOPS以上的性能使得核显GPU已经具备了可观的游戏性能,实测显示48/64单元的Iris Plus核显可以保证多数游戏大作在1080p分辨率的平均帧率超过30FPS,部分还能突破60FPS。, M! q S( u: b& v3 |5 [
除了游戏性能大幅提升之外,Intel还加强了与游戏厂商的合作,并推出了全新的驱动程序UI,特别针对游戏玩家提供了丰富的功能及优化,能自动检测硬件、设定最佳可玩性配置,支持44款游戏一键优化,未来会超过400款游戏支持。
" d! y" B! t5 x2 x$ y* {# q十代酷睿Ice Lake之AI:专用指令集实现2.5倍AI性能
) H( a; Z' J% X; ~7 g1 R* D8 nAI是近两年来的一大热点,也是未来最有前途的先进之一。AI不同于普通的CPU运算,为此Intel在Ice Lake处理器中加入了专用的深度学习指令集——DL Boost,原本这是用于数据中心处理器的功能,现在下放给普通处理器了。7 G5 g" \1 m/ K O0 @* ]% w3 k
DL Boost是一组深度学习(Deep Learning)指令集的组合,可以用它来加速自动图像增强、图像检索、媒体后处理和其他 AI 任务。
# _2 r5 O; D0 T3 g' l9 W此外,DL Boost指令集还配置了GNA 专用引擎和 Dynamic Tuning 2.0,其中GNA引擎可以帮助处理器以极低的功耗运行语音处理、噪声抑制等后台工作负载,从而最大限度地延长电池续航时间。5 r7 {; a0 O8 x" D6 t
至于Dynamic Tuning 2.0,它就是用机器学习在CPU中的具体应用了,可以实现Turbo Boost 预测负载并调整功耗。
% [; |7 w$ ^6 `2 ?" S9 _' M$ @ 具体到性能上,专用AI指令集使得Ice Lake的AI性能相比前代处理器有了大幅提升,在INT8相关的性能测试中实现了100%到150%的性能提升,这可比CPU通用性能提升的幅度高太多了。2 X" [# _1 \5 X6 y
十代酷睿Ice Lake之雷电3:40Gbps全功能接口
2 c( K" O: I4 \; U/ e: M0 D# ]* R5 }随着计算任务的日趋复杂,涉及到的数据存储也会越来越多,特别是内容创作领域,4K甚至逐渐爆发的8K内容生态对数据交换速度提出了更高挑战,而Ice Lake处理器集成了雷电3技术,速率可达40Gbps。+ f/ }) z v) \7 V' B) K
在Ice Lake之前就有了雷电3,但彼时的雷电3还需要独立的主控芯片,成本高,接受范围也小,但Ice Lake处理器首次集成了雷电3主控,不再需要独立的芯片,降低了Ice Lake平台的成本,减少了设计的复杂性。
9 B9 _8 Y. b! A' a至于性能,雷电3不会让人失望,目前最快的40Gbps接口速率,折合5GB/s的带宽,只有PCIe 4.0技术的SSD才有可能与之一战。此外,雷电3还是未来USB4技术的基础,物理接口都是Type-C,二者是统一兼容的。
. \& l7 ]1 P* U$ x0 K6 f 十代酷睿Ice Lake之Wi-Fi 6:首次集成千兆Wi-Fi网络
5 n4 u' w( d& O7 w3 ]; O有了雷电3在有线传输上的进步,Ice Lake还在无线网络上实现了一次突破,支持Wi-Fi 6无线技术,这是业界首次集成千兆Wi-Fi网络。8 X1 r: b: k/ g9 A
虽然Wi-Fi 6标准市以后的,但是不代表每家的Wi-Fi 6速度就是一样的,Ice Lake的Wi-Fi 6解决方案支持了160MHz通道带宽,支持2x2 MIMO,理论速度可达2402Mbps,是其他Wi-Fi 理论速度的2-4倍,延迟比其他Wi-Fi 6减少了75%,比标准速度要快40%以上。
, M6 p& S0 b5 C) U9 e6 w( B 总之,对十代酷睿Ice Lake处理器来说,它既是Intel对以往工艺、架构的告别,也是Intel全新指数级思维的开始,在制程工艺、架构、存储、互联、安全及软件方面做出了突破。& e. Z1 o) Z$ z( d5 B
对普通消费者来说,先进的10nm工艺、高性能Sunny Cove CPU核心、可玩主流游戏的Gen11出现、2.5倍性能的AI加速、40Gbps的雷电3、千兆级的Wi-Fi 6无线等六大优点使得Ice Lake成为最受期待的新一代处理器,我们等这一天太久了。! Q' x- H5 j$ K+ ]% b2 d1 C! s8 u5 y
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来源:http://www.yidianzixun.com/article/0Msnz9uX9 U$ s( N) X2 J: n
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