英特尔度架构日(Architecture Day 2021)释出满满干货,除了揭露第 12 代 Core 系列 Alder Lake 处理器,也首度揭露与台积电合作细节,究竟哪些芯片采用了台积电的高端工艺技术?

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英特尔在会中揭示了基于 Xe HPG 微架构的全新游戏独立显卡 SoC 新品牌 “锐炫Arc” ,以及英特尔第一款针对超算领域开发的 GPU 加速器 “Ponte Vecchio”。这两款产品当中分别都采用了台积电 5nm、6nm、7nm 工艺技术的芯片。

另外,英特尔也透露,面向客户端计算的 Meteor Lake 处理器也将会有部分单元交由台积电生产,业界推测会采用台积电的 4nm 或 5nm 工艺技术。

英特尔企业规划事业部高级副总裁 Stuart Pann 在架构日上介绍了两款即将上市的显卡产品,采用了台积电的 6nm 和 5nm 工艺技术进行代工生产:

锐炫 Arc:基于 Xe HPG SoC,采用台积电 6nm 工艺打造,预计 2022 年第一季推出。

Ponte Vecchio:基于 Xe HPC 微架构,面向高性能计算 HPC 和人工智能工作负载。同时,封装技术也是 Ponte Vecchio 的另一个亮点。

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Ponte Vecchio 是英特尔也有史以来最高运算密度的数据中心 GPU 架构,该颗 GPU 是同时采用英特尔和台积电的工艺技术:

  • 连结芯片 (Xe Link Tile) :采用台积电 7nm 工艺技术
  • 运算晶片 (Compute Tiles) :采用台积电 5nm 工艺技术
  • 基底晶片 (Base Tile) :采用英特尔 Intel 7 工艺

再以英特尔的 EMIB 2.5D 封装与 Foveros 3D 封装技术,把多个异构芯片合并。一颗 Ponte Vecchio 由高达 47 个硅晶构成,与运算相关的硅晶透过 EMIB 2.5D 封装组合,而像是 I/O 、 L2 快取、 I/O 控制器则透过 Foveros 3D 封装组合,整个设计非常复杂。

英特尔表示,模块化架构方法驱动着下一轮革新,能让不同制程节点上混搭独立的芯片或单元,并使用英特尔的先进封装技术将它们连接。随着越来越多的半导体产品从 SoC 向片上封装系统转变,Ponte Vecchio 即是英特尔先进封装技术的体现。

英特尔提出的模块化架构方法类似我们常听见的 Chiplet 概念。主要就是迎合电子终端产品逐渐朝高整合趋势发展,然摩尔定律放缓,而高性能芯片的需求大幅增加下,为了不让整合新功能而导致芯片面积变大,Chiplet 多芯片模块化的概念逐渐成为另一种替代方案。

虽然英特尔过去也陆续有些产品交给台积电生产,但这次的 “Intel Arc” 与 ,是第一次交由台积电的高端工艺技术生产。

因此,许多人的提问:为什么要使用代工厂而不是内部工厂来制造? 以及这个决定是如何做出的?

英特尔重申,与外部代工厂合作生产芯片不是新策略,英特尔一直有这样的策略,过去委外代工的产品包括 Wi-Fi 模块、芯片组、以太网控制器等特定产品线,目前英特尔约有 20% 的产品是交由外部代工厂生产。

英特尔 CEO 帕特·基辛格于今年 3 月宣布的 IDM 2.0 战略,深化和扩大与主要代工厂的合作关系也是战略之一。这背后的原因很简单:就像我们的设计师为合适的工作负载选用合适的架构一样,也会为架构选择最适合的制程节点。

Meteor Lake 处理也是采用大小核架构设计,并与 I/O 晶片整合封装在单一芯片,Meteor Lake 计算单元除了采用英特尔自己的 Intel 4 工艺生产,部分支持性单元也会将交由台积电生产。业界推测是采用台积电的 4nm 或 5nm 工艺技术。

架构日的另一个亮点是第 12 代 Core 系列代号 Alder Lake 处理器。这是英特尔是第一次整合两种核心:P core 与 E Core 大小核心设计,前者具省电优势,后者具备多核的运算能力,藉由大小核设计,可在多种工作负载种类均可显著提升性能。

英特尔过去在 Arm 架构的行动处理器上,也不乏大小核心架构的设计; 英特尔也在 2020 年抛出大小核设计混合架构的概念 Lakefield 处理器,以一组性能核心搭配四组节能核心。而这次的 Alder Lake 是四组性能大核搭配四组节能小核。

Alder Lake 处理器应用在 Ultra Mobile 、Mobile NB,一直延伸至台式机 DT,针对 Desktop、Mobile 与 DT 三种芯片规格,主要差异在于 P-Core 与 E-Core 的数量,以及内显、I/O 等规格,预计基于 Alder Lake 的产品 2021 年开始出货

再者,英特尔也藉由 Thread Director 设计,让系统运作过程能切换合适核心,达到省电的目的。

Alder Lake 是采用 Intel 7 制程(原本的 Intel 10nm SuperFin+)打造。

这次英特尔第一次将与台积电技术合作的细节,交代得如此清楚。除了这此揭露的 7nm、6nm、5nm 工艺技术上的合作,英特尔也留下伏笔,业界认为包括 4nm、3nm 技术也是下一个两家半导体大厂合作的重点。

尤其是在业界瞩目的 3nm 工艺节点上,英特尔、苹果两大巨头率先采用台积电 3nm 工艺,已经是业界共识。

内容来源:问芯voice

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