盡管遭遇重重挑戰(zhàn)，但在“Make Intel Great Again”的目標(biāo)牽引下，英特爾正重新踏上復(fù)興之路。

新CEO治下的藍(lán)色巨人，內(nèi)部經(jīng)歷大刀闊斧的變革，外部展現(xiàn)合縱連橫的開放。而即將在今年Q4量產(chǎn)的Inte 18A，則成為其在產(chǎn)品和技術(shù)創(chuàng)新側(cè)的奮力一搏。

日前，英特爾在美國亞利桑那舉行的“Tech Tour ”活動(dòng)上，宣布推出由Intel 18A工藝打造，代號(hào)“Pather Lake”的新一代AI PC芯片架構(gòu)。

Intel 18A代表著當(dāng)前集成電路領(lǐng)域先進(jìn)工藝和晶圓制造水平的天花板，作為全球首個(gè)利用Ribbon FET和背部供電的工藝節(jié)點(diǎn)下的首款產(chǎn)品，Panther Lake憑借性能、能效、AI能力等方面的全方位提升，推動(dòng)AI PC體驗(yàn)的重塑，而英特爾也借此“秀出肌肉、擊碎質(zhì)疑”，引領(lǐng)晶圓制造進(jìn)入全新時(shí)代。

靈活可擴(kuò)展：Panther Lake的架構(gòu)雄心

Panther Lake繼承了前兩代Lunar Lake和Arrow Lake在架構(gòu)方面的創(chuàng)新，以及所帶來的能效和性能上的表現(xiàn)，英特爾為Panther Lake在架構(gòu)設(shè)計(jì)上賦予了極大的靈活度。

Fabric Gen2是英特爾在Lunar lake上推出的新一代片內(nèi)部互聯(lián)技術(shù)，主要用于連接計(jì)算模塊（Compute Tile）與平臺(tái)控制模塊（Platform Controller Tile），以及模塊內(nèi)部各功能單元（如 CPU、GPU、NPU），其核心目標(biāo)是在低功耗與高效通信之間取得平衡。

同時(shí)，通過統(tǒng)一的可擴(kuò)展協(xié)議，F(xiàn)abric Gen2可以CPU、GPU、NPU等核心IP模塊無需與制造和封裝工藝綁定，而是可以根據(jù)需求實(shí)現(xiàn)“混搭”，從而突破單一制程和IP體系的限制，這極大增強(qiáng)了架構(gòu)上的可擴(kuò)展性和靈活度。

Panther Lake繼承了Arrow Lake上獨(dú)立GPU模塊的設(shè)計(jì)思路（Lunar中GPU位于計(jì)算模塊中），計(jì)算模塊與GPU模塊通過D2D連接，這為GPU的Xe內(nèi)核的更新以及數(shù)量增加提供便利，也有利于未來實(shí)現(xiàn)跨廠商的GPU IP模塊集成。

Panther Lake的架構(gòu)包括計(jì)算（集成主要的計(jì)算引擎）、GPU、Base、Filler、平臺(tái)控制（所有I/O接口IP）、Foveros（Foveros 2.5D封裝）和Package等主要的模塊。

在存儲(chǔ)方面，采用板載內(nèi)存的形式，Panther Lake支持LPDDR5X最高9600MT/s以及最高96GB的容量，DDR5最高支持7200MT/s以及最高128GB的容量。

在封裝技術(shù)方面，F(xiàn)overos-S（2.5D封裝）是英特爾目前在Meteor Lake、Arrow Lake和Panther Lake等產(chǎn)品中正在使用的技術(shù)。所有產(chǎn)品均采用同一封裝形式，也便于客戶進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)。

整體而言，Panther Lake在架構(gòu)上的靈活性，為平臺(tái)設(shè)計(jì)提供更多選擇。這有助于Panther Lake作為一個(gè)長(zhǎng)周期節(jié)點(diǎn)（至少三代產(chǎn)品，英特爾預(yù)計(jì)在2030年達(dá)到產(chǎn)能和需求的高點(diǎn)）在后續(xù)演進(jìn)上的迭代，為OEM推出跨越不同價(jià)格段的產(chǎn)品在設(shè)計(jì)上預(yù)留足夠空間。此外，這種靈活的設(shè)計(jì)方式也有助于同更加開放的英特爾代工戰(zhàn)略協(xié)同，吸引外部客戶參與其代工生態(tài)。這也是為何英特爾對(duì)于Panther Lake強(qiáng)調(diào)“架構(gòu)雄心”的意義所在。

在Panther Lake的計(jì)算模塊，采用的Intel 18A工藝，而對(duì)于其他模塊則采用外部工藝、Intel3等，對(duì)此，英特爾公司客戶端計(jì)算事業(yè)部副總裁兼中國區(qū)總經(jīng)理高嵩解釋稱，在選擇制程時(shí)，會(huì)權(quán)衡價(jià)格、實(shí)現(xiàn)時(shí)間、團(tuán)隊(duì)具體安排等多種因素，英特爾會(huì)根據(jù)產(chǎn)品需求，靈活選擇代工服務(wù)和制程。

Intel 18A：達(dá)到量產(chǎn)良率

英特爾18A工藝（1.8 納米級(jí)）作為其IDM 2.0戰(zhàn)略的核心技術(shù)突破，不僅承載著英特爾重返技術(shù)領(lǐng)先地位的厚望，更有望通過技術(shù)創(chuàng)新和戰(zhàn)略布局重塑全球半導(dǎo)體競(jìng)爭(zhēng)格局。

Intel 18A是全球首個(gè)利用Ribbon FET和背部供電的工藝節(jié)點(diǎn)。

RibbonFET 全環(huán)繞柵極（GAA）技術(shù)實(shí)現(xiàn)了晶體管架構(gòu)的顛覆式創(chuàng)新。通過垂直堆疊的納米帶（Nanoribbons）結(jié)構(gòu)，Ribbon FET實(shí)現(xiàn)三維電流控制，相比傳統(tǒng) FinFET，門電路控制能力更加優(yōu)秀，驅(qū)動(dòng)電流增強(qiáng)20%，開關(guān)速度提升15%，漏電率降低30%。這種設(shè)計(jì)使晶體管尺寸進(jìn)一步微縮至1.8 納米級(jí)，芯片密度較Intel 3工藝提升30%，能效比提升15%。同時(shí)，對(duì)于芯片設(shè)計(jì)而言也更具靈活性和擴(kuò)展性。

Intel 18A的背部供電技術(shù)，則是業(yè)界首個(gè)將供電網(wǎng)絡(luò)完全轉(zhuǎn)移至芯片背面的量產(chǎn)方案。實(shí)現(xiàn)了超過10%的芯片密度提升，同時(shí)使封裝到晶體管的IR drop（壓降）減少30%，帶來更好的能耗表現(xiàn)。同時(shí)，Intel 18A通過集成背部供電技術(shù)，帶來了更優(yōu)秀的成本控制。同intel3相比，在EUV光刻過程中，可以使光罩?jǐn)?shù)量減少44%，步驟減少42%。

得益于Ribbon FET和背部供電技術(shù)，Intel 18A相比于Intel3，每瓦性能提升15%，芯片集成度提升1.3倍，功耗降低25%。

對(duì)于Intel 18A的良率一直是外界關(guān)心的話題，在此次活動(dòng)上，英特爾也對(duì)此進(jìn)行了回應(yīng)。按照英特爾的說法，Intel 18A的良率接近甚至超過過去15年的關(guān)鍵技術(shù)節(jié)點(diǎn)，已達(dá)到量產(chǎn)良率水平。10月9日，英特爾亞利桑那州的FAB52工廠將實(shí)現(xiàn)滿載運(yùn)營，Panther Lake今年Q4也將實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。

針對(duì)不同類型芯片設(shè)計(jì)要求，英特爾選用不同封裝技術(shù)組合，其中包括EMIB、Foveros and Foveros Direct等。

Foveros屬于靈活的的chiplet封裝技術(shù)，能夠適應(yīng)不同產(chǎn)品需求變化。針對(duì)不同芯片面積和設(shè)計(jì)周期能夠靈活拓展。Panther Lake采用的是Foveros-S，經(jīng)過多年發(fā)展，更加成熟，此次Panther Lake系列的所有產(chǎn)品均采用同一封裝形式，便于客戶進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)。

三箭齊發(fā)：GPU性能大漲50%

Panther Lake通過采用新的核IP。包括代號(hào)為Cougar Cove的P核和代號(hào)為Darkmont的E核和LPE核，均為18A特別設(shè)計(jì)和優(yōu)化，能夠以低功耗實(shí)現(xiàn)高性能，同時(shí)也對(duì)IPC進(jìn)行了額外的優(yōu)化。

此次推出的Panther Lake系列包括三款不同的配置，其中8核、16核版本最高支持4核Xe GPU，而16核（12Xe）版本最高支持12個(gè)Xe核。

從目前配置策略看，8核版本應(yīng)為面向普通商用市場(chǎng)，16核（4核Xe GPU）版則面向企業(yè)級(jí)市場(chǎng)，同時(shí)，該版本也能夠支持獨(dú)顯；而16核（12核Xe GPU）則面向游戲、高性能輕薄本等市場(chǎng)。

全新的Xe3 GPU是Panther Lake的一大亮點(diǎn)，Panther Lake最多支持12個(gè)Xe3核心，最大16MB的L2緩存，最多12個(gè)光追單元以及120TOPS的算力。

Xe3相較于Lunar Lake的性能表現(xiàn)提升了50%，相較于Arrow Lake H的每瓦性能高出40%。此前英特爾在Tiger Lake、Meteor Lake等代際產(chǎn)品中，也實(shí)現(xiàn)過GPU的性能顯著升級(jí)，但像Xe3這樣達(dá)到50%的巨幅提升是近年來罕見的。

相較于一般的CPU選型“高U低顯”或“高顯低U”的配置，16核（12核Xe GPU）版本將CPU和GPU的配置拉滿。對(duì)此，高嵩表示，16核（12核Xe GPU）是此次的一個(gè)亮點(diǎn)，提供了全新的配置選項(xiàng)，在實(shí)際核心的配置上，英特爾的策略是希望堅(jiān)持CPU和GPU雙強(qiáng)并進(jìn)，已提供卓越的性能體驗(yàn)，力求達(dá)到最佳的平衡表現(xiàn)。

高嵩指出，在當(dāng)前很多支持AI應(yīng)用方面，有超過一半的AI負(fù)載跑在GPU上，20%左右跑在NPU上，10%跑在CPU上，通過12Xe可以支持更多的內(nèi)容創(chuàng)作工作，而如果是游戲場(chǎng)景，也有NPU和GPU做支持。

“例如我們跟逗逗、新智慧芯做的游戲助手，是將多的算法放到了NPU上，然后讓GPU接著去跑游戲。盡管異構(gòu)硬件架構(gòu)并非英特爾獨(dú)有，但目前只有我們通過深度的軟件優(yōu)化，真正實(shí)現(xiàn)了CPU、GPU、NPU的協(xié)同增效?！备哚哉f。

XPU協(xié)同：180TOPS算力應(yīng)對(duì)AI挑戰(zhàn)

Panther Lake集成了全新的NPU5，架構(gòu)目標(biāo)是面積效率以及為最新的負(fù)載優(yōu)化。

相較Lunar Lake，Panther Lake的NPU5算力密度提升超過40%，最高50TOPS算力，相較于Arrow Laker-H算力提高3.8倍。在量化方面，Panther Lake實(shí)現(xiàn)原生支持FP8，使其對(duì)大語言模型的支持更好。值得一提的是，NPU5在面積上實(shí)現(xiàn)的顯著縮小，對(duì)降低制造成本和集成度具有重要意義。

在AI能力上，Panther Lake平臺(tái)總共擁有180TOPS的算力，CPU、NPU、GPU三個(gè)AI加速器分別擁有10TOPS、50TOPS、120TOPS，以用于不同的工作負(fù)載。

目前，行業(yè)對(duì)于AI性能的評(píng)測(cè)集中在模型參數(shù)。英特爾中國區(qū)技術(shù)部總經(jīng)理高宇指出，Panther Lake能夠支持70B的模型，但30B的MOE的模型，才是既有智能表現(xiàn)又有良好用戶體驗(yàn)的選擇。而這正是英特爾Panther Lake，包括Arrow Lake所能支持的最佳甜蜜點(diǎn)。在提供了如此大的顯存后，除了能夠運(yùn)行30B的MOE模型，還能支持非常長(zhǎng)的上下文處理。

“在進(jìn)行AI性能評(píng)測(cè)時(shí)，應(yīng)該將重點(diǎn)放在這些實(shí)際的用戶體驗(yàn)和創(chuàng)新應(yīng)用上，而不是僅僅追求能夠運(yùn)行多大的模型，因?yàn)槟菢痈鷮?shí)際意義是有一定差距的。”高宇說。

高宇表示，英特爾堅(jiān)持深耕XPU的路線，強(qiáng)調(diào)CPU、GPU、NPU的協(xié)同。CPU擅長(zhǎng)快速響應(yīng)，適合處理語音轉(zhuǎn)文字等應(yīng)用，GPU因?yàn)橛凶銐虻耐掏铝亢蛶捴С?，適合高并發(fā)和高帶寬需求的應(yīng)用，而NPU因?yàn)槟苄П群芨?，適合追求能效的應(yīng)用。

在IPU方面，全新的IPU7.5在圖像處理上帶來了顯著升級(jí)。新增的Staggered HDR功能，能夠?qū)崿F(xiàn)硬件加速、雙重曝光、自適應(yīng)曝光控制、AI光學(xué)降噪等創(chuàng)新功能，能夠大幅改進(jìn)暗光場(chǎng)景下的圖片和視頻質(zhì)量。

英特爾在AI圖像應(yīng)用方面一直走在前沿，例如AI局部調(diào)色等創(chuàng)新功能，都有著出色成果。之所以非常重視前置攝像頭的能力，在于ISP與AI應(yīng)用有著密不可分的關(guān)系。

“攝像頭作為重要的傳感器，與AI結(jié)合之后，能夠極大拓展應(yīng)用邊界。合作伙伴也提出針對(duì)于會(huì)議場(chǎng)景的攝像頭智能記錄，甚至捕捉參會(huì)人員實(shí)時(shí)反應(yīng)的需求。此外，對(duì)于習(xí)慣用紙筆記錄會(huì)議摘要的用戶，一個(gè)結(jié)合AI技術(shù)的高性能攝像頭，能夠?qū)⑹謱憙?nèi)容轉(zhuǎn)化為可編輯的電子文檔等。因此，對(duì)于IPU的提升將顯著增強(qiáng)包括視頻會(huì)議和通話在內(nèi)的使用體驗(yàn)，解鎖更多AI應(yīng)用的可能性?！备哚哉f。

而對(duì)于提升IPU能力所可能造成的成本挑戰(zhàn)。高宇解釋稱，PC上通常配置的攝像頭像素范圍在500萬到1300萬之間，遠(yuǎn)未達(dá)到4800萬像素級(jí)別，因此攝像頭本身的硬件成本可控。關(guān)鍵在于，即使是相同的攝像頭硬件，通過英特爾IPU的驅(qū)動(dòng)和優(yōu)化，其整體成像效果將遠(yuǎn)超采用外掛USB驅(qū)動(dòng)的方案。

在多媒體顯示方面，XeMedia Engine支持廣泛的編解碼，包括最新的AVC、AC1、XAVC-H等，據(jù)了解，該項(xiàng)技術(shù)的創(chuàng)新主要由中國團(tuán)隊(duì)完成。

連接不妥協(xié)：支持Wi-Fi 7（R2）

在連接方面，Panther Lake采用的是業(yè)界領(lǐng)先的Wi-Fi 7（R2）。因?yàn)閃i-Fi 7標(biāo)準(zhǔn)本身比較靈活，目前很多Wi-Fi 7技術(shù)只使用了R1版本中的部分特性，而英特爾在支持Wi-Fi標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，是按照最嚴(yán)格的要求來支持，這也帶來了更快的速度，更高的穩(wěn)定性和安全性，這一點(diǎn)特別對(duì)于企業(yè)級(jí)用戶而言非常重要。

Panther Lake支持藍(lán)牙6，特別是其Auracast功能。Auracast允許用戶的耳機(jī)在不干擾他人的情況下，共享同一音頻源，同時(shí)，也能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)于低功耗藍(lán)牙（LE Audio）的支持，顯著降低設(shè)備功耗。

在有線連接方面，Panther Lake配備了三個(gè)Thunderbolt端口，Thunderbolt 5需要獨(dú)立的芯片，而Thunderbolt 4則已集成到主控中。

毫無疑問，上述在連接方面的更強(qiáng)性能，對(duì)于AI PC而言將顯著優(yōu)化用戶體驗(yàn)。

領(lǐng)先能效：CPU多線程功耗降低30%

除了領(lǐng)先的性能外，Panther Lake在一系列創(chuàng)新技術(shù)的加持下，所表現(xiàn)出的極致能效也令人印象深刻。

LPE核心首次在Meteor Lake中引入，并僅在酷睿Ultra高端型號(hào)中率先集成，并在后續(xù)的Lunar Lake和Arrow Lake中被使用。

在Panther Lake中，采用了4個(gè)LPE核，這可能反映出LPE核心性能上的提升，以及英特爾在管理和調(diào)度上的成熟和完善。

比如針對(duì)一些負(fù)載任務(wù)，同早期Arrow Lake和Raptor Lake先從P核開始，再根據(jù)負(fù)載轉(zhuǎn)移的調(diào)度策略不同，自Meteor Lake和Lunar Lake開始，英特爾轉(zhuǎn)向LPE核優(yōu)先。

在Lunar Lake上，任務(wù)將優(yōu)先在LPE核高效執(zhí)行，如果LPE核能夠處理，任務(wù)會(huì)迅速完成；如果需要更高性能，系統(tǒng)會(huì)智能地拉起四個(gè)P核和四個(gè)E核協(xié)同工作，待任務(wù)完成后再返回LPE核，以實(shí)現(xiàn)能效最大化。面對(duì)更重負(fù)載，所有核心將全面啟動(dòng)，以提供最強(qiáng)性能。

這種情況，在DC（直流供電，即電池供電）模式將非常明顯，在此模式下，系統(tǒng)認(rèn)為續(xù)航優(yōu)先，會(huì)積極地將資源配置為效率區(qū)（efficiency zone）模式，并盡可能地將工作負(fù)載優(yōu)先分配給LPE核，以最大限度地延長(zhǎng)電池使用時(shí)間。

以B站重彈幕視頻播放為例，任務(wù)首先在LPE核運(yùn)行，遇到重負(fù)載時(shí)P核介入，負(fù)載降低后再返回LPE核。另一個(gè)案例是Teams應(yīng)用，這是一個(gè)輕負(fù)載，在Lunar Lake上，通過Windows WPA工具分析可以看到，負(fù)載基本上都在LPE側(cè)，P核的線程調(diào)度上只有零星部分，大概在幾十或者是幾百微秒。

此外，為了更好地獲得時(shí)延、帶寬和能效表現(xiàn)，Panther Lake還采用Memory side cache（內(nèi)存?zhèn)染彺妫┘夹g(shù)（8MB物理緩存），這是能效提升的另一個(gè)重要原因。

簡(jiǎn)要而言，內(nèi)存?zhèn)染彺婕夹g(shù)就是把數(shù)據(jù)緩存放到離處理器更近的地方，減少DRAM擁堵和功耗，使數(shù)據(jù)被抓取成功的概率更高，傳輸距離更短，縮短延遲提升帶寬。這項(xiàng)技術(shù)也是在目前Windows PC領(lǐng)域英特爾的獨(dú)家技術(shù)。

除了硬件層面外，在軟件方面，Panther Lake采用了進(jìn)一步優(yōu)化的硬件線程調(diào)度器，其扮演著連接操作系統(tǒng)和硬件之間的橋梁角色，能夠根據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)控到的指令集，對(duì)CPU上的所有線程進(jìn)行分類，上報(bào)給操作系統(tǒng)，結(jié)合OS控制區(qū)的切換，會(huì)將不同工作負(fù)載放在不同的核心，在辦公、游戲、加電或者不插電等場(chǎng)景下，對(duì)應(yīng)算法不同。

這和前幾代產(chǎn)品中的調(diào)度邏輯有顯著區(qū)別，這種優(yōu)化實(shí)際上體現(xiàn)了Intel對(duì)軟件硬件一體持續(xù)優(yōu)化的考量，核心目標(biāo)則是確保更合適的負(fù)載能夠被調(diào)度到更適合的核心上運(yùn)行，從而保證最佳的能效和性能。

而在電源管理技術(shù)方面，通過在DTT中加入API，Panther Lake允許OEM廠商根據(jù)自身的產(chǎn)品定位和用戶需求，靈活地選擇工作負(fù)載的調(diào)度策略，為OEM提供更大自主權(quán)，能夠根據(jù)具體場(chǎng)景，決定優(yōu)先保障能效或追求極致性能，從而打造出更具差異化產(chǎn)品。

得益于內(nèi)存?zhèn)染彺?、硬件線程調(diào)度器、電源管理等技術(shù)創(chuàng)新，Panther Lake繼承了Lunar Lake在能效上的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)，憑借在此基礎(chǔ)上的8個(gè)E核的加持，Panther Lake跟Arrow Lake相比不僅能效更高，還實(shí)現(xiàn)了性能的顯著提升。

和Lunar Lake相比，Panther Lake CPU在相同功耗下的單線程性能提升超過10%。

和Lunar Lake以及Arrow Lake相比，CPU在相同功耗情況下，多線程能力提升超過50%。

和Arrow Lake相比，CPU在相同多線程性能的同時(shí)功耗降低30%。

和Lunar Lake以及Arrow Lake相比，GPU的性能表現(xiàn)提升50%。

同Lunar Lake相比，NPU算力密度提升超過40%，IPU功耗降低1.5W。

同Lunar Lake相比，SoC的能耗提升10%；同Arrow Lake相比，SoC具有40%的能耗降低。

結(jié)語

Panther Lake作為英特爾18A工藝的首發(fā)產(chǎn)品，是其技術(shù)復(fù)興與IDM 2.0戰(zhàn)略落地的關(guān)鍵載體。依托 Ribbon FET與背部供電技術(shù)，以及多項(xiàng)革命性的創(chuàng)新技術(shù)，將性能與能效的優(yōu)化帶到新高度，精準(zhǔn)匹配了新時(shí)代下AI PC的需求。同時(shí)，其架構(gòu)上的靈活可擴(kuò)展性的理念，也展現(xiàn)出英特爾更加開放，注重客戶意見和用戶體驗(yàn)的全新姿態(tài)。

Panther Lake驗(yàn)證了Intel 18A工藝的量產(chǎn)能力，擊碎外界對(duì)其技術(shù)滯后的質(zhì)疑，重新定義了AI PC體驗(yàn)。Panther Lake的量產(chǎn)不僅是英特爾重奪市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)的希望，也引領(lǐng)著全球半導(dǎo)體進(jìn)入 “先進(jìn)制程+異構(gòu)協(xié)同” 的新紀(jì)元。