出生持續了三年。而寶寶找到了一個戰鬥名字:“Raptor Lake”,還是主流的酷睿13處理器e英特爾一代。這款晶片採用了上一代 Alder Lake 的理念:將大型高性能 Core 核心(P 核心)與大量更小但更節能的 CPU 核心(E 核心)相結合。 “Alder Lake 的挑戰可能沒有被一些評論員注意到,但它不僅僅在於混合架構。但最重要的是,它設計有 16 種型號,適用於筆記型電腦和桌上型電腦,功率範圍從 9 W 到 125 W”,以色列英特爾客戶端計算事業部副總裁 Isic Silas 說。他眨眼說“總部一開始不太熱,我們必須去美國說服管理團隊!»。
身為以色列團隊的負責人,Isic Silas 不僅負責本地開發的 P 核心的開發,還負責該 SoC 所有元素的整合。讓這一代取得新的成功以色列製造英特爾的員工,也是塞拉斯先生的驕傲:「憑藉精緻的架構,我們有能力生產原始功率優於 5nm 晶片的 10nm 晶片。»。能夠達到 6 GHz,Raptor Lake並不是新的架構,而是對現有架構的深入細化。
各個層面都實現了一代又一代 15% 的增益:頻率增加、功耗和性能/瓦特比改善、添加新的微控制器、致力於韌體,透過機器學習訓練的演算法的實現(機器學習)改善指令預先載入和應用行為等。所有這一切都是在新冠疫情的背景下進行的,新冠疫情已經影響了奧爾德湖的發展。受到影響,但並未放緩:“2020 年 2 月疫情爆發時,我們在短短幾天內將 7 個會議室改造成營運技術實驗室,以便繼續運作。不讓我們的員工承擔任何風險»。
「大」核心的最佳數量
當您閱讀已經發布的 Raptor Lake 處理器的技術資料時,您會突然想到一個元素:如果核心數量增加,那是因為英特爾甚至將低效能核心的數量增加了一倍。無需添加單一高性能核心。
«我們主要做晶片的能量分區», 解釋一下 Ran Berenson 和 Arik Gihon,他們是晶片開發背後的兩個「大腦」。 “12 者之間的最大差異之一e和 13e我們引以為傲的一代是食品部分», 解釋兩位工程師。 “對於相同的能耗,核心產生更多的功率»,他們祝賀自己。 ” L這項進步的關鍵是提高每條指令處理所消耗的能量。當我們研究細節時,我們發現大多數優秀的應用程式只使用兩個或四個高效能執行緒。使用大量執行緒的應用程式不一定需要非常高的頻率。»,延續兩位專家。
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我們可以在這裡指出,英特爾和 AMD 的方法尤其不同,因為它們的核心大小非常不同。 Intel的高性能P核心確實很大,AMD的核心都是中型,Intel的E核心很小。在這裡,每種方法都有其優點和缺點。如果AMD能夠部署比英特爾更多的「大」核心,那麼英特爾的低功耗核心使其能夠透過兩個不同的核心組成更多數量的晶片。它只需要根據目標功率和能耗來混合其核心。
x86 不是弱點並且可以藉鏡其他架構
每年我們都會讀到 ARM 是未來,x86 已死。英特爾和 AMD 顯然不能同意這一點,但這次我們接觸到了微架構背後的工程師。他們能夠回答我們 x86 及其向後相容性元素對效能的負面影響。 “我們每一代人都會問自己這個問題»,Core 架構總監 Adi Yoaz 平靜地回應。 “這一切都與每晶片面積的功率有關。問題是,這種相容性會為我們帶來很大的障礙嗎?我們要為此「付出」多少?根據我們的估計,這可能會導致 5% 到 10% 的功率損耗。但平均而言,通常接近 5%。我們有很多技術來克服這些限制»,讓工程師放心。他的同事 Ran Berenson 也同意這一觀點:「最終,對我們來說,擺脫這些舊的指示比保留它們更困難»。
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至於x86指令冠軍與ARM和RISC V的關係,現實是它們相互影響很大。溫和地拒絕了從頭開始 x86 的想法,Adi Yoaz 平靜地解釋道:“半導體世界相互影響。並且要知道,如果我們為其他架構帶來很多東西,我們也會從它們中汲取靈感,就像固定大小的指令一樣。或暫存器的大小。這個世界上沒有人是孤立的”,向工程師保證。
化學與合作的問題
當被問及化學和工業微型化節點的進步對晶片邏輯設計的影響時,Adi Yoaz 斬釘截鐵地說:這絕對是至關重要的。我們與從事化學和材料工作的同事以及其他領域的同事建立了聯繫工藝(製造的精細程度,編者註)是根本。所有這些因素都直接影響晶片設計“,他解釋道。
補充一下,如果少數工程師手中掌握了晶片草圖的設計,那麼一旦工作開始,工作流程就會大大分散。不僅在不同的專家之間,而且最重要的是在不同的英特爾站點之間。 “新的 P-Core“Raptor Cove”和 SoC 組裝的試驗是在以色列完成的。但英特爾是一家全球性公司,每個人都參與其中:E-Core 是在奧斯汀開發的(德克薩斯州)以及福爾瑟姆的 GPU(加利福尼亞州),」他解釋道。
Tick-Tock 回來了(不,不是社交網絡)
甚至在你在 Tik-Tok 上觀看數小時的垂直影片之前,處理器的世界就已經開始跟上英特爾 Tick 和 Tock 的節奏了。處理器啟動的動態,對應於新架構(tock)的啟動和向更精細雕刻技巧(tick)的過渡之間的交替。從 22 nm 到 14 nm 的過渡以及 Skylake 架構的到來,透過 2015 年至 2020 年之間的簡單「刷新」打破了這種動態。自從擔任英特爾執行長以來,英特爾新任執行長 Pat Gelsinger(80 年代/90 年代多種處理器的製造商)決定返回到滴答模式或至少具有更高的執行頻率。甚至承諾他的公司在四年內對雕刻精度進行五次改進(Intel 7、Intel 4、Intel 3、Intel 20A 和 Intel 18A)!
對於帕特·基辛格(Pat Gelsinger)來說,開發團隊感受到了這種加快開發週期的壓力。因為這一切都需要時間。 “產品開發週期大約需要三年。但對於 Raptor Lake,我們只花了 30 個月»,Isic Silas 自豪地說。他談到了前六個月發生的滾雪球效應:「一開始,該計畫最多有十人。六個月後,數萬人參與其中!」。讓 Raptor Lake 比 Alder Lake 運行得更快的因素之一來自外部合作夥伴:微軟。 “當我們定義產品時,我們會與客戶和合作夥伴交談。 Windows 10 不支援異質核心架構。我們與 Microsoft 進行了交談,後者將其整合到 Windows 11 中」。因此,Raptor Lake 的到來能夠更快發生。
小晶片的未來(以及需要克服的挑戰)
就像 AMD 的“小晶片»,英特爾很快就會使用異質模組組裝 SoC——聖克拉拉公司稱之為這種方法分解。這種方法的首要目標是限制與小型化成本增加相關的晶片價格上漲。具體來說,這涉及透過使用小晶片來提高產量——表面積為 N 的非常大的晶片比生產四個佔據相同總表面積的晶片的成本更高。
英特爾應該改用這項技術14號e《流星湖》世代。但是,儘管對於包括我們自己在內的外部分析師來說,這種劃分仍然是萬能的,但實際上,這種劃分為多個晶片的做法是有局限性的。 「第一個挑戰是找到元素之間的完美平衡,」Adi Yoaz 解釋道。 “這比每瓦性能比更進一步。這是一個更複雜的性能/能量/表面/成本比。雖然切割晶片有好處,但組裝技術(例如我們的 Foveros)也存在成本», 工程師解釋。不過,他認為該技術代表了晶片未來的一部分。與“添加加速器,無論是視頻,區塊鏈、加密等»。在英特爾尋求優化的背景下,英特爾工程師還沒有完成他們的工作,為他們的晶片投入越來越多的東西。為了走得更快。總是更快。