突破10nm之后 英特爾為PC產(chǎn)業(yè)鋪下了創(chuàng)新路

　　作為PC產(chǎn)業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)者，英特爾的一舉一動(dòng)都影響著PC行業(yè)未來(lái)方向和發(fā)展。

　　在剛剛過(guò)去的CES 2019上，英特爾終于為PC行業(yè)帶來(lái)又一劑強(qiáng)心針——10nm。有人說(shuō)，別人家都出7nm了，你英特爾為什么還在說(shuō)10nm?

　　制程工藝的意義僅僅在于那個(gè)數(shù)字嗎?

　　事實(shí)上，制程工藝的數(shù)字往往代表的只是一個(gè)節(jié)點(diǎn)，真正的性能強(qiáng)弱還是要靠底層技術(shù)優(yōu)化。半導(dǎo)體芯片性能表現(xiàn)主要通過(guò)晶體管數(shù)量和排列優(yōu)化來(lái)實(shí)現(xiàn)，單位面積內(nèi)集成的晶體管數(shù)量越多，邏輯單元排列越合理，性能越強(qiáng)，這是硬道理。英特爾在14nm制程節(jié)點(diǎn)強(qiáng)化了五代，性能潛力挖掘的過(guò)程就是對(duì)晶體管集成數(shù)量和排列優(yōu)化的極致探索。而英特爾突破10nm瓶頸，將制程節(jié)點(diǎn)正式推進(jìn)到10nm，這正說(shuō)明英特爾已經(jīng)在10nm的優(yōu)化上取得了進(jìn)展。

　　此外，英特爾對(duì)于10nm制程節(jié)點(diǎn)的看重在某種程度上要超過(guò)7nm，因?yàn)?0nm制程節(jié)點(diǎn)使用到的很多技術(shù)，包括超微縮、晶體管技術(shù)等，對(duì)于推進(jìn)7nm制程演進(jìn)有著至關(guān)重要的意義，在10nm制程節(jié)點(diǎn)做好積累，正所謂厚積薄發(fā)，未來(lái)7nm制程的推進(jìn)上將會(huì)更加順利，而且爆發(fā)力也會(huì)更加強(qiáng)悍。

　　10nm微架構(gòu)突破細(xì)致解讀

　　說(shuō)回到10nm。

　　本屆CES 2019發(fā)布會(huì)上，英特爾一口氣公布了10nm制程下的四大應(yīng)用方向，其中包括PC、服務(wù)器、全新的封裝技術(shù)以及5G。這從一個(gè)側(cè)面反映出英特爾在為10nm做準(zhǔn)備的過(guò)程中，不僅僅考慮到了眼前的領(lǐng)域，同時(shí)還考慮到了一些前言領(lǐng)域的拓展。至少在我看來(lái)，英特爾10nm刀一出鞘，即是成熟的殺招，未有絲毫拖泥帶水。

　　英特爾10nm制程面向四大領(lǐng)域

　　在消費(fèi)級(jí)領(lǐng)域，英特爾推出了10nm Ice Lake處理器，首次集成Sunny Cove微架構(gòu)。搭載其核心的OEM產(chǎn)品最早將于今年圣誕節(jié)前后與大家見(jiàn)面。

　　其實(shí)在CES之前的英特爾Architecture Day上，英特爾就已經(jīng)公布了Sunny Cove微架構(gòu)的一些信息。近年來(lái)英特爾在14nm制程上的潛力挖掘已經(jīng)接近極限，因此10nm制程處理器發(fā)布之后，架構(gòu)將比以往更為重要。

　　Sunny Cove微架構(gòu)主要聚焦在ST單核性能、全新ISA及并行性三個(gè)方面的優(yōu)化和改進(jìn)。從英特爾官方給出的解釋來(lái)看，Sunny Cove微架構(gòu)主要解決以下四個(gè)問(wèn)題：

　　其一、增強(qiáng)的微架構(gòu)，可并行執(zhí)行更多操作。

　　其二、可降低延遲的新算法。

　　其三、增加關(guān)鍵緩沖區(qū)和緩存的大小，可優(yōu)化以數(shù)據(jù)為中心的工作負(fù)載。

　　其四、針對(duì)特定用例和算法的架構(gòu)擴(kuò)展。例如，提升加密性能的新指令，如矢量AES和SHA-NI，以及壓縮/解壓縮等其它關(guān)鍵用例。

　　對(duì)于處理器來(lái)說(shuō)，IPC強(qiáng)弱與CPU性能有直接關(guān)系。英特爾在Sunny Cove微架構(gòu)IPC性能提升方式上給出了三個(gè)字：更深(deeper)、更寬(wider)、更智能(smarter)。

　　更深方面，Sunny Cove微架構(gòu)表現(xiàn)在L1容量的增加，從32KB增加到48KB，而且L2緩存、uop、TLB緩存都更大;

　　更寬主要體現(xiàn)在執(zhí)行管線上，Sunny Cove微架構(gòu)分配單元從4個(gè)增加到5個(gè)，執(zhí)行接口從8個(gè)增加到10個(gè)，L1 Store帶寬翻倍。

　　而想要讓更深、更寬發(fā)揮出應(yīng)用的實(shí)力，那么就需要有更好的算法。Sunny Cove的smarte就是為此而設(shè)計(jì)。英特爾研究院院長(zhǎng)宋繼強(qiáng)在解答這個(gè)問(wèn)題時(shí)主要提及兩個(gè)方面，其一是提高分支預(yù)測(cè)精度，其二是減少延遲。另外英特爾還為Sunny Cove微架構(gòu)配置了加密解密指令集，并在AI、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)、矢量等方面進(jìn)行全方位改進(jìn)。因此對(duì)于PC用戶來(lái)說(shuō)，無(wú)論是消費(fèi)級(jí)還是服務(wù)器用戶，Sunny Cove微架構(gòu)帶來(lái)的變化要比10nm這個(gè)制程節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)更有意義。

　　由此可見(jiàn)，英特爾10nm制程架構(gòu)處理器本身具備足夠強(qiáng)的基礎(chǔ)參數(shù)，為行業(yè)創(chuàng)新鋪下基石。