位于美國亞利桑那州的鳳凰城,坐落著英特爾最先進的晶圓廠,而在9月份的最后幾天,雷科技有幸被英特爾邀請參加其年度技術盛會ITT(IntelTechnology Tour),飛越太平洋來到這座美麗的沙漠綠洲城市,參觀并了解英特爾最新的技術成果。
圖源:雷科技
在參觀英特爾工廠的間隙,英特爾高級首席工程師Arik Gihon、英特爾院士Carlos Cordeiro、英特爾副總裁Chris Auth等人也為我們講解了英特爾即將上市的Panther Lake架構,剖開了其背后的技術秘密。
Panther Lake炸場,Intel 18A工藝首秀
Panther Lake是首個采用英特爾的Intel 18A工藝制造的消費級產(chǎn)品平臺,作為英特爾目前最先進的量產(chǎn)制程,Intel 18A工藝具有兩大全新特性:RibbonFET環(huán)繞柵極晶體管和PowerVia背面供電。
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其中,RibbonFET環(huán)繞柵極晶體管是英特爾為2nm及以下制程所準備的一項新技術,用新的晶體管架構取代了傳統(tǒng)的FinFET架構,避免因工藝升級所帶來的漏電、性能不穩(wěn)等問題。
對此不少朋友可能會有疑問:為什么工藝升級會導致漏電和性能不穩(wěn)定?大家可以把CPU理解成一座城市,而晶體管則組成這座城市的大樓,在大樓之間會有通道供電流通過并流向對應的晶體管。
但是,隨著工藝制程升級,大樓之間的間隙就會變得越發(fā)窄?。ňw管密度提升),此時電流就有概率直接抄近道,越過大樓跳到隔壁的通道里。這不僅會導致原本預計接收電流的晶體管無法獲得供電,還會讓隔壁通道的電流激增,進而影響對應晶體管的正常運行,甚至可能直接擊穿晶體管,導致CPU受損。
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為了解決這個問題,英特爾就設計了RibbonFET環(huán)繞柵極晶體管技術,將電流通道做成細長的“納米線/片”,然后用柵極(電流開關閥門)360°環(huán)繞電流通道,以此來最大程度控制電流的移動方向,顯著降低漏電等問題。
除了RibbonFET,英特爾還在Panther Lake上引入了PowerVia背面供電技術,將原本放置在芯片正面的供電模塊轉移到了背面,這項技術不僅降低了芯片正面的散熱壓力,同時也讓電流可以更高效的進入晶體管。
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這項革新技術可以顯著降低供電損耗,也就讓CPU能夠以更低的功耗實現(xiàn)滿功率運行,同時也可以帶來更高的性能上限(因為供電更充足且散熱壓力變?。?,再配合RibbonFET環(huán)繞柵極晶體管的升級,能夠讓Panther Lake處理器可以在更低的功耗下實現(xiàn)更高的性能,并且性能更加穩(wěn)定。
這些特性都使其非常適合用在移動平臺,也讓Intel 18A工藝成為英特爾“4年5節(jié)點”戰(zhàn)略的關鍵一環(huán)。這也是為什么Panther Lake架構會如此受關注,因為它將成為移動PC進入新時代的開端。
Panther Lake成里程碑:新架構、新核心
Panther Lake所帶來的并不只有Intel 18A工藝,還有全新的架構設計,新架構將從傳統(tǒng)的單片設計轉向多芯片設計,也就是將處理器劃分為多個功能芯片模塊,再利用Foveros 2.5D封裝技術集成到一個封裝基板上。
模塊化的設計讓英特爾能夠像搭樂高積木一樣設計和制造芯片,節(jié)省成本的同時也讓工程師可以根據(jù)不同產(chǎn)品的使用需求,定制化設計處理器。比如在面向輕薄本的處理器上,就可以通過采用較小規(guī)模的GPU模塊來降低整體功耗,而在高性能筆記本電腦上,則可以用更大規(guī)格的GPU模塊來提升整體性能。
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Panther Lake的靈活設計在未來的AI PC市場將大有可為,因為它可以滿足各種類型設備的計算需求,大到個人服務器,小到掌上終端,都可以通過模塊化設計來構建出最合適的架構,而且設計成本也更加可控。
CPU:更高性能、更高效率
除了采用新一代的模塊化設計外,Panther Lake也全面升級了大小核架構,引入全新的性能核Cougar Cove和效率核Darkmont。而Cougar Cove其實就是下一代Nova Lake架構的性能核,對比此前的大核,在IPC、主頻等方面都有顯著提升,大家可以期待一下這顆性能核在游戲等高負載應用上的表現(xiàn)。
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值得注意的是,Panther Lake還引入了一項全新的技術——Memory Side Cache(內(nèi)存?zhèn)染彺妫?。簡單來說,這是位于內(nèi)存和CPU之間的高速緩存,它就像是在處理器旁增設了一個“小倉庫”,專門緩存近期頻繁使用的數(shù)據(jù),減輕內(nèi)存帶寬的壓力。
這項新技術是Panther Lake這樣的集成架構能夠高效運行的關鍵,一方面可以提高內(nèi)存帶寬利用率,讓CPU和GPU的各個核心在協(xié)同工作時不會因為內(nèi)存讀寫瓶頸而減速,另一方面則是優(yōu)化延遲,降低計算核心存取數(shù)據(jù)的等待時間,讓處理器能夠更快響應各種常態(tài)需求。
此外,Panther Lake還帶來了新升級的Intel Thread Director線程調(diào)度技術,通過硬件監(jiān)測和AI算法,能更精細地識別當前運行的負載性質(zhì),將線程智能分配給性能核、效率核甚至NPU等最適合的單元執(zhí)行。
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相比前代,它對不同核心的性能/功耗特性理解更深入,也增加了對多芯片、多異構單元的調(diào)度優(yōu)化,讓處理器能夠同時兼顧性能和能效,在最大化續(xù)航的同時又不會降低實際體驗。
為了能夠進一步提高續(xù)航,Panther Lake還引入了全局功耗管理,比如當GPU進入高負載渲染時,處理器會智能降低未被使用單元(CPU、NPU)的功耗預算,把電力讓給GPU,反之亦然。
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這種SoC級別的能源調(diào)度,加上更先進的制程和封裝散熱,將成為Panther Lake能夠擁有更持久的續(xù)航和更冷靜的發(fā)熱控制的關鍵。以前,我們常說性能與續(xù)航就像魚與熊掌,不可兼得,但是在Panther Lake上,我們或許真的可以“兼得”了。
GPU:AI與游戲的全新大腦
而在GPU方面,Panther Lake則是搭載了全新的Xe3銳炬核顯(代號Celestial),這是Intel第3代Xe架構圖形單元的首次亮相。與上一代Xe2 (Battlemage)相比,Xe3在架構上進行了大幅升級,核心數(shù)量和頻率上限都有所提高。
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據(jù)介紹,Xe3銳炬核顯將會有兩個規(guī)格版本,其中頂配版將擁有12個Xe內(nèi)核,僅核心數(shù)量就比前代頂配版增加了50%,同時圖形性能較Lunar Lake的提升超過50%,這些提升讓Xe3銳炬核顯的性能能夠媲美入門級獨立顯卡,實測在開啟XeSS/RT后,甚至可以高幀數(shù)游玩《賽博朋克2077》《黑神話:悟空》等大型3A游戲。
除了在游戲性能上做文章外,Xe3銳炬核顯的AI性能也迎來可觀增長,高規(guī)格版的Xe3 GPU最高可提供120 TOPS的AI性能,僅此一項就已經(jīng)超過前代的CPU+GPU+NPU的算力總和。
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在Xe3 GPU的AI性能支持下,對于需要AI參與的游戲和圖形渲染,比如實時光線追蹤(Panther Lake核顯支持硬件光追加速)以及基于AI的畫質(zhì)提升技術,都將會有更出色的效果和幀率表現(xiàn)。
此外,諸如高質(zhì)量圖形識別、視頻增強等AI需求就不用再求助NPU或者云端算力,可以讓GPU直接處理,不僅更高效,也可以節(jié)省NPU的算力并將其用在其他AI任務上。
NPU:讓AI隨時在線
最后我們來聊聊NPU,作為新生代處理器的重要組成部分,Panther Lake的第五代NPU在算力上有了非常大的提升,最高可達50 TOPS,雖然對比GPU的算力來看并不高,但是也已經(jīng)是前代的數(shù)倍。
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而且,NPU的能耗相對于GPU要低很多,這讓NPU能夠更好的支持常駐AI任務,比如語音助理的本地語音識別、視頻會議中的實時背景虛化和降噪、手勢操作識別和用戶存在檢測、安全加密加速,甚至本地運行精簡的生成式AI模型等功能都可以交給NPU處理,讓AI PC能夠正在做到續(xù)航與AI功能并存。
可以說,Panther Lake加持下的AI PC才是真正的完全體,它不僅可以實現(xiàn)AI功能的常駐在線,而且擁有高達180 TOPS(CPU+GPU+NPU)的AI算力來輔助用戶處理各種工作,讓AI真正成為日常體驗的一部分。
面向高頻場景,Panther Lake如何深度優(yōu)化?
很多人在買筆記本電腦的時候,基本上只關注CPU和GPU性能,往往會忽略掉WiFi、連接協(xié)議等方面的參數(shù)。事實上,這些不起眼的參數(shù),有時候才是決定你日常使用體驗的關鍵。
就拿大家最常用的Wi-Fi功能來說,目前Wi-Fi 7已經(jīng)逐漸普及,但是很多筆記本電腦都還只支持Wi-Fi 6,別小看只是一代之差,兩者在穩(wěn)定性、速率和延遲等方面都有著很大的區(qū)別。
這么說吧,Wi-Fi 7下的筆記本電腦可以在無線狀態(tài)下提供近乎于有線狀態(tài)的延遲和網(wǎng)速,不管是影音娛樂還是在線游戲的需求都可以輕松滿足。而Panther Lake為了給用戶帶去更好的體驗,將原生支持Wi-Fi 7協(xié)議和藍牙6.0協(xié)議,讓用戶可以體驗到無線時代的便利又不會降低體驗。
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此外,Panther Lake對雷電5(傳輸速率80Gbps,支持高幀數(shù)8K畫面輸出)的支持也進一步完善,英特爾將雷電控制器直接集成到平臺控制器中,讓筆記本電腦廠商無需額外配置將可以為用戶提供雷電5的協(xié)議支持,這也將更好的普及雷電5這一高速協(xié)議。
同時還提供多達12條PCIe 5.0通道,讓高性能筆記本電腦在滿足獨立顯卡的數(shù)據(jù)通道要求后,還能有足夠的通道支持PCIe 5.0等高規(guī)格SSD的擴展,這對于筆記本電腦用戶來說是個很好的消息。
而在多媒體方面,Panther Lake也帶來了全新額圖像處理單元(IPU)7.5和新一代媒體編碼引擎。前者主要針對需求日益旺盛的遠程會議和直播需求,能夠強化攝像頭的人像背景虛化、面部識別對焦和弱光環(huán)境下的畫面優(yōu)化效果,后者則是為創(chuàng)作者服務,讓Panther Lake能夠更高效的進行視頻編解碼,滿足多媒體創(chuàng)作者的移動辦公需求。
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AI PC浪潮洶涌,Panther Lake只是開始
在鳳凰城的英特爾工廠里,雷科技不僅看到了最先進的晶圓生產(chǎn)線,也看到了PC的 未來藍圖。Panther Lake不只是一個全新的處理器架構,它更像是一份關于AI PC新時代的答卷。
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借助Intel 18A工藝的RibbonFET與PowerVia,Panther Lake在性能與能效之間找到了前所未有的平衡,同時憑借CPU、GPU、NPU三大引擎的協(xié)同,讓用戶無論是辦公、游戲還是創(chuàng)作,都能體驗到真正“隨時在線”的智能化支持和更好的體驗。
在雷科技看來,Panther Lake必將成為未來幾年PC市場的轉折點,同時也是PC產(chǎn)業(yè)進入AI新時代的標志。接下來,隨著 Nova Lake 等后續(xù)架構的推進,這股浪潮只會愈演愈烈,讓AI PC真正走進每個人的生活中。
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