出生持续了三年。而且宝宝找到了一个战斗名字:“Raptor Lake”,还是主流的酷睿13处理器e英特尔一代。该芯片采用了上一代 Alder Lake 的理念:将大型高性能 Core 核心(P 核心)与大量更小但更节能的 CPU 核心(E 核心)相结合。 “Alder Lake 的挑战可能没有被一些评论员注意到,但它不仅仅在于混合架构。但最重要的是,它设计有 16 种型号,适用于笔记本电脑和台式电脑,功率范围从 9 W 到 125 W”,以色列英特尔客户端计算事业部副总裁 Isic Silas 说道。他眨眼说道“总部一开始不太热,我们必须去美国说服管理团队!»。
作为以色列团队的负责人,Isic Silas 不仅负责本地开发的 P 核的开发,还负责该 SoC 所有元素的集成。让这一代人取得新的成功以色列制造英特尔的员工,也是塞拉斯先生的骄傲:“凭借精致的架构,我们有能力生产原始功率优于 5nm 芯片的 10nm 芯片。»。能够达到 6 GHz,Raptor Lake并不是一种新的架构,而是对现有架构的深入细化。
各个层面都实现了一代又一代 15% 的增益:频率增加、功耗和性能/瓦特比改善、添加新的微控制器、致力于固件,通过机器学习训练的算法的实现(机器学习)改善指令预加载和应用行为等。所有这一切都是在新冠疫情的背景下进行的,新冠疫情已经影响了奥尔德湖的发展。受到影响,但并未放缓:“2020 年 2 月疫情爆发时,我们在短短几天内将 7 个会议室改造成运营技术实验室,以便继续运营。不让我们的员工承担任何风险»。
“大”核心的最佳数量
当您阅读已经发布的 Raptor Lake 处理器的技术资料时,您会突然想到一个元素:如果内核数量增加,那是因为英特尔甚至将低性能内核的数量增加了一倍。无需添加单个高性能核心。
«我们主要做芯片的能量分区», 解释一下 Ran Berenson 和 Arik Gihon,他们是芯片开发背后的两个“大脑”。 “12 者之间的最大区别之一e和 13e我们引以为傲的一代是食品部分», 解释一下两位工程师。 “对于相同的能耗,核心产生更多的功率»,他们祝贺自己。 ” L这一进步的关键是提高每条指令处理所消耗的能量。当我们研究细节时,我们发现大多数优秀的应用程序只使用两个或四个高性能线程。使用大量线程的应用程序不一定需要非常高的频率。»,继续两位专家。
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我们可以在这里指出,英特尔和 AMD 的方法尤其不同,因为它们的内核大小非常不同。 Intel的高性能P核确实很大,AMD的核心都是中型,Intel的E核很小。在这里,每种方法都有其优点和缺点。如果AMD能够部署比英特尔更多的“大”核心,那么英特尔的低功耗核心使其能够通过两个不同的核心组成更多数量的芯片。它只需要根据目标功率和能耗来混合其核心。
x86 不是弱点并且可以借鉴其他架构
每年我们都会读到 ARM 是未来,x86 已死。英特尔和 AMD 显然不能同意这一点,但这一次我们接触到了微架构背后的工程师。他们能够回答我们 x86 及其向后兼容性元素对性能产生的负面影响。 “我们每一代人都会问自己这个问题»,Core 架构总监 Adi Yoaz 平静地回应道。 “这一切都与每芯片面积的功率有关。问题是,这种兼容性会给我们带来很大的障碍吗?我们要为此“付出”多少?根据我们的估计,这可能会导致 5% 到 10% 的功率损耗。但平均而言,通常接近 5%。我们有很多技术来克服这些限制»,让工程师放心。他的同事 Ran Berenson 也同意这一观点:“最终,对我们来说,摆脱这些旧的指示比保留它们更困难»。
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至于x86指令冠军与ARM和RISC V的关系,现实是它们相互影响很大。温和地拒绝了从头开始 x86 的想法,Adi Yoaz 平静地解释道:“半导体世界相互影响。并且要知道,如果我们为其他架构带来很多东西,我们也会从它们中汲取灵感,就像固定大小的指令一样。或者寄存器的大小。这个世界上没有人是孤立的”,向工程师保证。
化学与合作的问题
当被问及化学和工业微型化节点的进步对芯片逻辑设计的影响时,Adi Yoaz 斩钉截铁地说道:这绝对是至关重要的。我们与从事化学和材料工作的同事以及其他领域的同事建立了联系工艺(制造的精细程度,编者注)是根本。所有这些因素都直接影响芯片设计“,他解释道。
补充一下,如果少数工程师手中掌握了芯片草图的设计,那么一旦工作开始,工作流程就会极大地分散。不仅在不同的专家之间,而且最重要的是在不同的英特尔站点之间。 “新的 P-Core“Raptor Cove”和 SoC 组装的试验是在以色列完成的。但英特尔是一家全球性公司,每个人都参与其中:E-Core 是在奥斯汀开发的(德克萨斯州)以及福尔瑟姆的 GPU(加利福尼亚州),”他解释道。
Tick-Tock 回来了(不,不是社交网络)
甚至在你在 Tik-Tok 上观看数小时的垂直视频之前,处理器的世界就已经开始跟上英特尔 Tick 和 Tock 的节奏了。处理器启动的动态,对应于新架构(tock)的启动和向更精细雕刻技巧(tick)的过渡之间的交替。从 22 nm 到 14 nm 的过渡以及 Skylake 架构的到来,通过 2015 年至 2020 年之间的简单“刷新”打破了这种动态。自从担任英特尔首席执行官以来,英特尔新任首席执行官帕特·基辛格 (Pat Gelsinger)(80 年代/90 年代多种处理器的制造商)决定返回到滴答模式或至少具有更高的执行频率。甚至承诺他的公司在四年内对雕刻精度进行五次改进(Intel 7、Intel 4、Intel 3、Intel 20A 和 Intel 18A)!
对于帕特·基辛格(Pat Gelsinger)来说,开发团队感受到了这种加快开发周期的压力。因为这一切都需要时间。 “产品开发周期大约需要三年。但对于 Raptor Lake,我们只花了 30 个月»,Isic Silas 自豪地说。他谈到了前六个月发生的滚雪球效应:“一开始,该项目最多有十人。六个月后,数万人参与其中!”。让 Raptor Lake 比 Alder Lake 运行得更快的因素之一来自外部合作伙伴:微软。 “当我们定义产品时,我们会与客户和合作伙伴交谈。 Windows 10 不支持异构核心架构。我们与 Microsoft 进行了交谈,后者将其集成到 Windows 11 中”。因此,Raptor Lake 的到来能够更快地发生。
小芯片的未来(以及需要克服的挑战)
就像 AMD 的“小芯片»,英特尔很快将使用异构模块组装 SoC——圣克拉拉公司称之为这种方法分解。这种方法的首要目标是限制与小型化成本增加相关的芯片价格上涨。具体来说,这涉及通过使用小芯片来提高产量——表面积为 N 的非常大的芯片比生产四个占据相同总表面积的芯片的成本更高。
英特尔应该改用这项技术14号e《流星湖》一代。但是,尽管对于包括我们自己在内的外部分析师来说,这种划分仍然是万能的,但实际上,这种划分为多个芯片的做法是有局限性的。 “第一个挑战是找到元素之间的完美平衡,”Adi Yoaz 解释道。 “这比每瓦性能比更进一步。这是一个更复杂的性能/能量/表面/成本比。虽然切割芯片有好处,但装配技术(例如我们的 Foveros)也存在成本», 工程师解释。不过,他认为该技术代表了芯片未来的一部分。与“添加加速器,无论是视频,区块链、加密等»。在英特尔寻求优化的背景下,英特尔工程师还没有完成他们的工作,为他们的芯片投入越来越多的东西。为了走得更快。总是更快。