Intel 10nm酷睿問世 處理器六大神技正式落地

　　作者：憲瑞

　　2006 年 11 月 Intel 公司推出了世界首款 X86 四核處理器，2008 年 Intel 推出了旗下首款 8 核處理器。與以往從單核到雙核的過渡相比，4 核到 8 核處理器的過渡用時要長得多，主要原因就在於日常應用的軟件及遊戲中對多核並不敏感，4 核都不落伍，8 核是錦上添花，但不是雪中送炭。

　　CPU 核心數變化不大，難道這十多年中計算任務也沒有發生改變嗎？

　　非也，不僅變了，而且變化還是很大的，尤其是近兩年來人們對 PC 以及數據中心的要求改變了很多：CPU 通用任務性能要強，整合的核顯 GPU 要能玩主流遊戲，存儲速度要快，數據傳輸速度要高，網絡連接速度要快又穩，甚至還要能跑 AI 運算——在這個萬物皆可 AI 的時代，AI 性能也是處理器的要求了。

　　要想適應新時代的計算，就需要新的戰略以及全新的產品。

　　在去年 12 月的架構日會議上，Intel 就提出了新的企業戰略，開始向以數據為中心的方向轉變，為了繼續推動摩爾定律向前發展，Intel 未來將藉助指數級思維推動計算創新。

　　要想實現這個目標，Intel 提出了六大支柱技術，分別是製程與封裝、架構、存儲、互連、安全、軟件，這六個方面擴展現代處理器的內涵，實現了性能、價格與功能的平衡。

　　首個承載六大技術支柱思想的產品就是 Intel 最近發布的 Ice Lake 十代酷睿處理器，在它身上有先進的 10nm 製程工藝，也有新一代 Sunny Cove CPU 核心，更有性能翻倍的 Gen11 核顯，同時還在 AI 加速、雷電3、Wi-Fi 6 等連接技術方面做了創新。

　　十代酷睿 Ice Lake 之製程：業界最強 10nm 工藝

　　在 Intel 的六大支柱中，製程工藝是最基礎的，也是最核心的，因為它是 Intel 繼續推動摩爾定律向前發展的關鍵。

　　對半導體芯片來說，升級先進工藝帶來的性能、能效好處是多方面的，Intel 的 10nm 節點又是近年來升級最大的一次，實現了每平方毫米 1 億晶體管的超高密度，是 14nm 節點的 2.7 倍多，這個增幅是高於業界通常 2 倍密度的標準的。

　　得益於 10nm 工藝的大提升，Ice Lake 處理器的晶體管密度甚至比其他家公司的 7nm 工藝還要高，再加上 Intel 在後端工序製造材料及工藝上的改進，10nm 工藝使得 Ice Lake 處理器在集成度、性能、功耗、發熱等方面比某些 7nm 處理器更優秀。

　　十代酷睿 Ice Lake 之 CPU：全新 SunnyCove 核心

　　Ice Lake 處理器之所以備受矚目，就在於它是近年來 Intel 首次同時升級 10nm 先進製程工藝及 CPU 核心架構，使用了 Sunny Cove 微內核。

　　Sunny Cove 內核架構是 Intel 未來 CPU 架構的第一版，重點強化 ST 單核性能，主要有如下改進：

1. 使用了可降低延遲的新算法。


2. 增強的微架構，可并行執行更多操作。


3. 增加關鍵緩衝區和緩存的大小，可優化以數據為中心的工作負載。


4. 針對特定用例和算法的架構擴展。增加了關於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 因為有新的指令集7-zip 性能提升了 75%。

　　體現到具體應用中，那就是 Sunny Cove 架構大幅提升了日常應用的 IPC 性能，多則 40%，平均下來提升了 18%，這是近年來 CPU 架構史上 IPC 增幅最高的一次。

　　十代酷睿 Ice Lake 之 GPU：核顯可以玩 1080p60fps 遊戲

　　在 CPU 架構之外，Ice Lake 處理器還大幅改進了 GPU 核心，這次使用了全新的 Gen11 核顯，最多擁有 64 組 EU 單元，FP32 浮點性能提升到了 1TFLOPS 以上，FP16 浮點性能高達 2TFLOPS 以上，堪稱史上最強核顯。

　　TFLOPS 以上的性能使得核顯 GPU 已經具備了可觀的遊戲性能，實測显示 48/64 單元的 Iris Plus 核顯可以保證多數遊戲大作在 1080p 分辨率的平均幀率超過 30FPS，部分還能突破 60FPS。

　　除了遊戲性能大幅提升之外，Intel 還加強了與遊戲廠商的合作，並推出了全新的驅動程序 UI，特別針對遊戲玩家提供了豐富的功能及優化，能自動檢測硬件、設定最佳可玩性配置，支持 44 款遊戲一鍵優化，未來會超過 400 款遊戲支持。

　　十代酷睿 Ice Lake 之 AI：專用指令集實現 2.5 倍 AI 性能

　　AI 是近兩年來的一大熱點，也是未來最有前途的先進之一。AI 不同於普通的 CPU 運算，為此 Intel 在 Ice Lake 處理器中加入了專用的深度學習指令集——DL Boost，原本這是用於數據中心處理器的功能，現在下放給普通處理器了。

　　DL Boost 是一組深度學習（Deep Learning）指令集的組合，可以用它來加速自動圖像增強、圖像檢索、媒體后處理和其他 AI 任務。

　　此外，DL Boost 指令集還配置了 GNA 專用引擎和 Dynamic Tuning 2.0，其中 GNA 引擎可以幫助處理器以極低的功耗運行語音處理、噪聲抑制等後台工作負載，從而最大限度地延長電池續航時間。

　　至於 Dynamic Tuning 2.0，它就是用機器學習在 CPU 中的具體應用了，可以實現 Turbo Boost 預測負載並調整功耗。

　　具體到性能上，專用 AI 指令集使得 Ice Lake 的 AI 性能相比前代處理器有了大幅提升，在 INT8 相關的性能測試中實現了 100% 到 150% 的性能提升，這可比 CPU 通用性能提升的幅度高太多了。

　　十代酷睿 Ice Lake 之雷電3：40Gbps 全功能接口

　　隨着計算任務的日趨複雜，涉及到的數據存儲也會越來越多，特別是內容創作領域，4K 甚至逐漸爆發的 8K 內容生態對數據交換速度提出了更高挑戰，而 Ice Lake 處理器集成了雷電 3 技術，速率可達 40Gbps。

　　在 Ice Lake 之前就有了雷電3，但彼時的雷電 3 還需要獨立的主控芯片，成本高，接受範圍也小，但 Ice Lake 處理器首次集成了雷電 3 主控，不再需要獨立的芯片，降低了 Ice Lake 平台的成本，減少了設計的複雜性。

　　至於性能，雷電 3 不會讓人失望，目前最快的 40Gbps 接口速率，摺合 5GB/s的帶寬，只有 PCIe 4.0 技術的 SSD 才有可能與之一戰。此外，雷電 3 還是未來 USB4 技術的基礎，物理接口都是 Type-C，二者是統一兼容的。

　　十代酷睿 Ice Lake 之 Wi-Fi 6：首次集成千兆 Wi-Fi 網絡

　　有了雷電 3 在有線傳輸上的進步，Ice Lake 還在無線網絡上實現了一次突破，支持 Wi-Fi 6 無線技術，這是業界首次集成千兆 Wi-Fi 網絡。

　　雖然 Wi-Fi 6 標準市以後的，但是不代表每家的 Wi-Fi 6 速度就是一樣的，Ice Lake 的 Wi-Fi 6 解決方案支持了 160MHz 通道帶寬，支持 2x2 MIMO，理論速度可達 2402Mbps，是其他 Wi-Fi 理論速度的2-4 倍，延遲比其他 Wi-Fi 6 減少了 75%，比標準速度要快 40% 以上。

　　總之，對十代酷睿 Ice Lake 處理器來說，它既是 Intel 對以往工藝、架構的告別，也是 Intel 全新指數級思維的開始，在製程工藝、架構、存儲、互聯、安全及軟件方面做出了突破。

　　對普通消費者來說，先進的 10nm 工藝、高性能 Sunny Cove CPU 核心、可玩主流遊戲的 Gen11 出現、2.5 倍性能的 AI 加速、40Gbps 的雷電3、千兆級的 Wi-Fi 6 無線等六大優點使得 Ice Lake 成為最受期待的新一代處理器，我們等這一天太久了。

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