10nm IceLake 落地 英特尔 10 代酷睿深度解析

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在中国人的观念中,“10”代表完美,这是对人或事物的最高评价。

10对英特尔同样重要。10纳米与英特尔未来能否在半导体芯片行业走得更远有关。第十代核心也与英特尔能否应对竞争对手和公众舆论的压力有关。但是10纳米和10代核心能连接在一起达到完美吗?

接下来,让我们通过分析英特尔10纳米冰湖10代酷睿处理器的技术细节来寻找答案。

英特尔酷睿架构回顾

在10纳米制程之前,英特尔严格遵循摩尔定律和滴答策略,通过制程技术和架构技术迭代,稳步推进电脑半导体制程技术和性能的发展。65纳米到45纳米用了2年,45纳米到32纳米用了3年,32纳米到22纳米用了2年,22纳米到14纳米用了2年。然而,英特尔在14纳米到10纳米的推进过程中经历了 4年的较长时间。

随着工艺技术的不断发展,相关技术的迭代速度逐渐放缓。光刻技术、晶体管技术和新材料等许多领域的研发速度放缓,英特尔格外重视10纳米工艺,希望积累10纳米技术,为10纳米到7纳米工艺的演进铺平道路,从而花费更长的时间。

10纳米冰湖晶片

然而,时间是推动历史前进的车轮。英特尔的10纳米工艺技术和英特尔的第十代酷睿处理器将很快与我们相遇!

首先,分析10纳米冰湖过程的结构特征。

首先,我们需要弄清楚两个问题:

首先,英特尔10纳米工艺代码是冰湖(IceLake),但结构名称不再由冰湖统一命名,它的结构名称是阳光湾(Sunny Cove)。

第二,在英特尔的10纳米冰湖处理器正式登陆后,如果没有意外,第一批将是所有的移动处理器,即U系列或Y系列处理器,暂时没有台式机处理器,这也意味着英特尔的第九代酷睿没有U/Y系列低压处理器,而新的台式机处理器可能仍然是一个14纳米的进程,之前被曝光为彗星湖(Comet Lake)。

接下来,让我们看看10纳米流程架构的详细特性:

首先,让我们看看冰湖平台。新的10纳米冰湖平台在性能上使用人工智能功能,支持动态增强和动态调整机器学习。它可以动态分配图形处理器和中央处理器的负载和功耗。虽然这不是10纳米平台的新技术,但它显然有助于IceLake处理器的性能。

此外,10纳米冰湖平台完全支持lightning 3接口、Wi-Fi 6无线通信模块、4K 60FPS HDR视频回放、更快更高质量的HEVC编码,并借助全新GEN 11核显示器支持1080分辨率视频游戏的流畅运行。

IceLake平台特性

就新特性而言,10纳米的IceLake平台有以下几点:

1,新的sunnycover微体系结构;

TIPS:以下是对阳光湾微体系结构技术特征的分析。

Sunny Cove微体系结构专注于st单核性能、新ISA和并行性的优化和改进。Sunny Cove微体系结构主要解决以下四个问题:

首先,增强型微体系结构可以并行执行更多操作。

第二,减少延迟的新算法。

第三,增加关键缓冲区和缓存的大小,以优化以数据为中心的工作负载。

第四,特定用例和算法的架构扩展。例如,改进加密性能的新指令,如矢量AES和SHA-NI,以及其他关键用例,如压缩/解压缩。

对于处理器,仪表板组合仪表的强度与中央处理器的性能直接相关。英特尔已经就如何提高SunnyCover微体系结构IPC的性能给出了三个词:更深、更宽和更智能。

在更深的一面,阳光湾微体系结构显示L1容量从32KB增加到48KB,L2高速缓存、uop和TLB高速缓存都更大。

Wider主要体现在执行流水线上,阳光湾微体系结构分配单元从4个增加到5个,执行接口从8个增加到10个,L1商店带宽翻倍。

然而,如果我们想更深更广地利用应用程序的优势,那么我们需要更好的算法。阳光湾的智能就是为此而设计的。英特尔研究院院长宋继强在回答这个问题时主要提到了两个方面,一是提高分支预测精度,二是减少延迟。此外,英特尔还为阳光湾(Sunny Cove)微体系结构配置了加密和解密指令集,并在人工智能、存储、网络、向量等方面做了全面的改进。因此,对于个人电脑用户,无论是消费者还是服务器用户,阳光湾(Sunny Cove)微体系结构带来的变化比10纳米的过程节点数据更有意义。

Sunny Cove微体系结构图

II,高带宽和低延迟特性;

3,支持LP4/x-3733和DDR4-3200高速存储器的新存储器控制器;

4、GEN 11高清显卡,性能更好,最高可达64EU和1TFLOP计算能力;

5,支持10位4k60fps和10位8k30fps视频编码;

6,支持5K 60FPS或4K 120FPS、DP 1.4和BT.2020色域

7,最高16MP图像处理器单元。

从新功能来看,除了新架构之外,10纳米冰湖平台的主要升级点是提高图形和显示的性能。

10纳米工艺的新特点和芯片架构;ICLAKE

10纳米将PCH封装在芯片上,而PCH芯片采用14纳米工艺制造。它集成了无线6 GIG和新的电源管理,集成了802.11ax,能够更好地控制中央处理器和PCH的能耗和功耗。

PCH采用14纳米工艺制造。

此外,音频数字信号处理器是英特尔第八代核心自成立以来一直拥有的一项功能。其主要功能是支持低功耗语音唤醒。与8代内核相比,英特尔进一步优化了10代内核的音频数字信号处理器(Audio DSP),在功耗方面具有更好的性能。此外,输入输出接口没有新的变化。

第二代和第十代核心处理器的封装规格和基本参数

了解流程架构后,让我们来看看英特尔第十代核心处理器的相关规格。

让我们先看看处理器包的规格。英特尔10代酷睿封装了不同规格的9W和15W功率处理器。9W处理器芯片规格为26.5×18.5×1.0毫米,引脚间距为0.43毫米;15W芯片的规格为50×25×1.3毫米,引脚间距为0.65毫米,两者均封装在BGA中,插槽规格分别为1526和1377。

处理器封装规格

两种尺寸的10代核心芯片

英特尔10代核心第一产品提供酷睿i3、酷睿i5和酷睿i7型号,无酷睿i9。TDP主要为9W、15W和28W。它使用4核8线程,缓存8MB,最大频率4.1千兆赫。

其中,所有英特尔酷睿i3和酷睿i5的大部分处理器显卡都是UHD的,少数酷睿i5和酷睿i7型号支持英特尔Iris Plus和64EU夏普手电筒。

此外,如前所述,第十代酷睿支持LP4/x-3733和DDR4-3200高速存储芯片。

英特尔10代核心基本参数

TIPS:基本参数分析

从基本参数来看,英特尔10代核心的核心数量与第8代核心相比没有变化,TDP基本相同。9W主要放在Y系列上,略高于第八代核心的琥珀湖Y系列7W TDP。15W主要放置在U系列处理器上,与第八代酷睿相比保持不变。

但是,细心的朋友可能会发现,英特尔10代酷睿的频率已经下降,最大睿频达到4.1千兆赫,这可能会导致英特尔10代酷睿的运行分数比8代酷睿低。

此外,降低频率的主要原因是TDP的一部分被分配给GEN 11核显示器。为了平衡功耗,必须降低主频率。

三。GEN 11核显示器规格分析

GEN 11核显示器是英特尔10代核心的一个非常重要的新元素。在今年年初的欧洲消费电子展上,英特尔披露了第11代核显示器的基本信息。在架构级别,英特尔GEN 11最多有64个执行单元(欧盟),而第9代只有24个。它们被分成四个块(切片),每个块有两个媒体采样器、一个像素和加载/存储单元。每个块被细分为两个子块(子切片),每个子块都有自己的指令缓存和3D采样器。

GEN 11核建筑渲染图

英特尔在欧盟重新设计了FPU浮点单元,但FP16单精度浮点性能没有改变。同时,每个欧盟继续支持七个线程,总共512个并发管道。同时,它重新设计了内存接口,并将三级缓存增加到3MB。

Iris Plus可以达到64EU

并且GEN 11核显示器支持自适应同步(Adaptive Sync)技术,这比NVIDIA G-Sync更便宜。GEN 11还有一个新的图形控制界面。除了显卡的各种调试功能,该界面还支持40多种游戏的存储和快速启动。与此同时,我认为新的图形界面也在为英特尔至强处理器单独展示自己做准备。

New Graphics Control Panel

Command Center Details

TIPS:有关GEN 11核显示器的更多信息

事实上,除了最大64EU规格外,还有一个32EU规格的核显示器关闭,主要在酷睿i3和低端酷睿i5处理器上。

Iris Plus也是第10代酷睿的亮点之一,64EU主要在酷睿i7处理器上。此外,高端酷睿i5处理器和酷睿i7处理器也将配备Iris核显示器。

此外,显卡的主频已经提高到1.1千兆赫

4纳米和10纳米冰湖创新生态解读

与以前只专注于处理器芯片的新处理平台不同,英特尔10纳米冰湖更加重视整个创新生态。因此,除了10纳米冰湖处理器和GEN 11核显示器外,Wi-Fi 6 GIG、Optane H10混合固态硬盘、迅雷3扩展和人工智能水平性能、功耗辅助等。应与处理器一起查看,处理器是一个完整的10纳米冰湖。

首先是迅雷3。

3月初,英特尔宣布向通用串行总线推广集团开放迅雷协议规范。从现在开始,无论是个人电脑设备、平板设备还是任何形式的外部扩展设备,迅雷兼容芯片都可以免版税的形式构建。与此同时,优盘推广集团宣布将发布基于迅雷协议的优盘4规范。

这意味着在标准协议的框架下,USB 4物理连接器将与迅雷3和TYPE-C相同,带宽将提高到40Gbps,这与迅雷3接口一致,也就是说,USB 4规范将与迅雷3兼容。

Thunderbolt 3接口功能强大

Thunderbolt 3是目前最强的物理接口,双向带宽为40Gbps,是目前最快的USB TYPE-C 3.1第2代接口的四倍。此外,迅雷3接口支持4K 60fps视频传输、100瓦帕金森协议电源和外部桌面显卡,因此可以说是目前最强大的接口扩展标准。

Existing Lightning Platform Architecture

New Lightning Platform Architecture,主要优化CPU和PCH路径以提高效率

在10纳米冰湖平台上,英特尔对Thunderbolt 3架构进行了新的优化。事实上,通过比较上述两个架构图,我们可以清楚地看到之前和当前闪电平台架构之间的差异。主要目的是优化从中央处理器和PCH到接口物理层的结构,从而提高数据传输效率,降低延迟。

同时,英特尔直接在10纳米冰湖平台上植入ThunderBolt 3,包括入门级酷睿i3平台。

Wi-Fi 6 GIG也是英特尔10纳米冰湖的重要组成部分。

目前,无线5是802.11AC标准,质量保证最高是256。Wi-Fi 6是802.11AX标准,QAM最高可达1024。它具有更快的响应速度、更强的稳定性和更快的速度。延迟减少75%,覆盖范围增加4倍,支持更多设备的稳定连接。

就性能而言,160兆赫兹带宽的无线6千兆位(Wi-Fi 6 GIG)可以达到高达1.68千兆位的传输速度,比80兆赫兹带宽标准2 × 2无线6快3倍。同时,与80MHz带宽标准2 × 2 AC相比,速度提高了40%。

标准2 × 2交流和最大速率比较

英特尔Wi-Fi 6无线网卡有两种规格,并采用新设计,如下所示:

两种规格的Wi-Fi 6模块

左侧为基于14纳米工艺的2230无线网卡,右侧为基于28纳米工艺的1216网卡。

一般来说,英特尔无线6有以下两个明显的优势:

首先,它支持多设备连接,更加稳定;

第二,它有更好的管理和

在今年年初的消费电子展上,英特尔宣布了新的奥腾H10混合固态硬盘。与以前的Optane内存相比,奥腾H10混合固态硬盘主要是将Optane内存与英特尔QLC固态硬盘相集成。因此,Optane存储器的非易失性存储特性,以及低延迟、快速响应、性能一致性等特性相结合。它与英特尔QLC 3D与非门技术的高单元密度和低成本特性完美结合。

Aoteng混合固态硬盘功能

作为10纳米冰湖生态的重要组成部分,英特尔Aoteng H10混合固态硬盘可将文档打开速度提高一倍。在多任务状态下,游戏的启动速度提高了60%。媒体文件打开速度提高了90%。与普通与非门固态硬盘相比,奥腾混合固态硬盘速度更快,性能更好。与独立的TLC 3D与非门固态硬盘系统相比,英特尔alton混合固态硬盘不仅可以更快地访问常见应用程序和文件,还可以加快后台活动的响应速度。

奥腾H10混合固态硬盘有三种规格:16GB(英特尔奥腾内存)256GB(存储)、32GB(英特尔奥腾内存)512GB(存储)、32GB(英特尔奥腾内存)1TB存储。

5,10纳米冰湖性能标准

目前,英特尔10纳米冰湖仅处于发布状态,产品尚未正式发布,但10纳米的整体进度应该会加快。因此,在性能层面,我们只能通过英特尔的官方数据看到一两件事。

英特尔在发布10纳米冰湖处理器和GEN 11核显示器的同时,特别强调1080P视频游戏的平稳运行。从以下图标可以看出,搭载英特尔Iris Plus的10代核心处理器可以流畅运行一些常见的视频游戏,如CS:GO、彩虹六号、坦克世界、要塞之夜等。在相应的图像质量模式下。与目前8代酷睿的UHD 620核显示器相比,图形性能仍相对提高。

1080P视频游戏帧数

就处理器性能而言,英特尔目前仅提供15W单线程性能。从下图可以看出,第10代内核的性能提高了近1.5倍,约1.48倍。如果以相邻代数的性能改进倍数作为参考,性能改进不是很大。

15W单线程性能

IPC是处理器性能的一个重要指标。Sunny Cove微体系结构为第10代内核带来了18%的IPC性能提升,是SkyLake微体系结构的1.4倍。此外,这里需要解释的是,英特尔给出的IPC增长数据是5次基准测试的结果,18%是平均水平线。

此外,考虑到单线程的1.48倍性能和前面提到的主频,可以看出,为了保证GEN 11的性能,英特尔10代酷睿(Intel 10 Generation Core)平衡了CPU和GPU之间的功耗分布。

IPC增加18%

。此外,引入人工智能加速后,第10代内核可以更好地动态控制能耗和功耗,智能选择最佳内核来完成高负载任务,并显着提高处理器内核效率(注意内核效率)。

英特尔人工智能加速有三个层次:第一,CPU通过深度学习减少延迟;其次,图形处理器也可以用于智能应用加速。第三是要有更好的表现。

TIPS:英特尔人工智能加速功能描述

英特尔人工智能加速功能主要通过人工智能技术分析和判断哪些内核处于最佳状态,并将优先选择这些内核来承担高负载任务中的负载。

过去,英特尔的加速功能是随机选择内核来承受负载。这些内核可能没有处于最佳状态,因此效率可能会落后。

DL升压人工智能加速

VI。结论

英特尔的10纳米工艺技术可以被描述为“然而,在她向我们走来之前,我们已经打了一千次电话,催促了一千次”,而英特尔的第十代酷睿是第一代10纳米工艺产品,所以它的重要性不言而喻。无论是关注这一领域的普通消费者、行业合作伙伴还是竞争对手,他们都在关注英特尔的10代核心产品。它最终表现如何,或者产品上市后是否需要测试。

英特尔10代核心

然而,英特尔通过10代核心,即生态化平台,给行业带来了新的信号

凭借10代核心处理器,英特尔还带来了新的无线网络技术、新的存储技术、新的人工智能技术、更强大的图形技术和最先进的接口技术。这些技术将为构建在10代核心平台上的个人电脑产品带来全方位的体验,而不仅仅是处理器某一部分的竞争。

事实上,处理器的计算能力足以满足占很大比例的普通消费者90%以上的应用需求。相反,存储瓶颈、接口瓶颈和网络瓶颈影响着我们的体验,制约着效率的提高。无线网络6、迅雷3和Optane H10是正式解放这些瓶颈的关键。与盲目提高处理器性能相比,全方位的改进可以带给我们更好、更全面的设备体验。这是英特尔10纳米和10代内核的价值。

[来源:中关村在线]