英特爾18A客戶端芯片Panther Lake首秀
Intel 18A是英特爾開發(fā)和制造的首個2納米級制程節(jié)點,也是Intel跨向先進制程的重要節(jié)點,而最先使用18A制程節(jié)點制造的客戶端SoC——Panther Lake,也就是第三代英特爾酷睿Ultra處理器,成為PC行業(yè),也是廣大消費者關(guān)注的焦點。
在英特爾位于亞利桑那州Ocotillo園區(qū)生產(chǎn)的Panther Lake芯片
根據(jù)英特爾最新公布的消息,現(xiàn)在Panther Lake已在位于亞利桑那州的Ocotillo Fab52晶圓廠正式進入生產(chǎn)階段,良率與英特爾過去的制程節(jié)點相當(dāng)甚至更高,目前正按計劃推進,今年第四季度進入大規(guī)模量產(chǎn)。首款SKU預(yù)計在年底前出貨,并于2026年1月實現(xiàn)廣泛的市場供應(yīng)。
從目前披露的細節(jié)來看,Panther Lake是從內(nèi)到外的全面革新,包含先進的架構(gòu)和核心、大幅提升的GPU、面向AI和媒體的新引擎以及次世代的無線連接能力,可以說是將Arrow Lake的高性能和Lunar Lake的高能效優(yōu)勢集于一身,為下一代AIPC平臺提供了強勁的動力。
RibbonFET晶體管和PowerVia背面供電鑄就先進基石
Panther Lake的先進性首先從晶體管開始,18A制程使用的RibbonFET是英特爾十多年來推出的首個全新晶體管架構(gòu),也是繼FinFET(鰭式場效應(yīng)晶體管)之后的新一代晶體管結(jié)構(gòu),能夠?qū)崿F(xiàn)更大規(guī)模與更高效的開關(guān)控制,從而顯著提升性能并改善能效。
RibbonFET晶體管采用新的全環(huán)繞柵極(GAA)結(jié)構(gòu)(臺積電和三星的2納米節(jié)點也使用了GAA),縮小了芯片組件,另外柵極布置方式由垂直改為水平堆疊的四層納米片,實現(xiàn)卓越的全包圍柵極控制,降低了短溝道效應(yīng)(電流泄漏),提升晶體管開關(guān)效率,同時擁有更靈活的設(shè)計和擴展性。
而與RibbonFET晶體管一起構(gòu)成18A關(guān)鍵創(chuàng)新的另一要素是PowerVia背面供電,這也是Power Via背面供電首次進入大規(guī)模量產(chǎn)。
與以往的供電布置形式相比,背面供電系統(tǒng)的供電和信號分別位于晶體管的兩端,相比之前電力、信號一體的設(shè)計,不僅提高了供電效率,更是大幅減少了從封裝到晶體管的壓降(IP Drop),多達30%,同時擁有高達90%的單元密度利用率,優(yōu)化了電力傳輸與信號傳遞。
RibbonFET和Power Via這兩項堪稱革命性的技術(shù)加在一起,讓18A制程相比Intel 3制程的每瓦性能提升高達15%,芯片密度提升約 30%,也就是說相同頻率功耗更低,相同功耗下頻率更高。
此外,Panther Lake使用了英特爾的先進封裝與3D芯片堆疊技術(shù)Foveros-S,可將多個芯粒(chiplet)堆疊并集成到先進的SoC設(shè)計中,在系統(tǒng)層面提供靈活性、可擴展性與性能優(yōu)勢。
全新P核心和E核心 性能提升超過50%
核心配置方面,此次Panther Lake也設(shè)計了專為18A制程設(shè)計和優(yōu)化的全新核心IP。我們都知道,英特爾從第12代酷睿處理器開始引入不同核心的混合架構(gòu)設(shè)計,P(性能核)+E(能效核)+LPE(低功耗能效核)的組合在桌面端和移動端產(chǎn)品上均有應(yīng)用。
此次Panther Lake采用了P+E+LPE的三種核心組合,其中全新P核心代號Cougar Cove,擁有18MB共享L3緩存,支持TLB增強功能,適用現(xiàn)代工作負(fù)載,分支預(yù)測、內(nèi)存歧義消除帶來更可靠更高效的性能表現(xiàn)。
全新E核和LE核均采用Darkmont架構(gòu),只是二者在三級緩存和頻率設(shè)定方面存在不同。Darkmont帶來了增強的預(yù)測能力、L2緩存帶寬的顯著提升,以及更強的可擴展性、靈活性和AI性能。
與Lunar Lake相比,在相同功耗下,Panther Lake單線程性能提高10%,多線程性能提升更是超過50%,而在同樣的多線程性能下相比Arrow Lake-H功耗又降低了30%。
而這,也與全新的英特爾硬件線程調(diào)度器(Intel Thread Director)設(shè)計關(guān)系密切。芯片會監(jiān)測每個線程過去一段時間調(diào)用的指令來進行分類上報給操作系統(tǒng),結(jié)合OS控制區(qū)的切換,把工作負(fù)載放在不同的核心上運行。
并且新的ITD針對應(yīng)用場景進一步優(yōu)化和增強,包括優(yōu)化分類模型、改進電源管理輸入、同步跨P/E/LPE核執(zhí)行等,在辦公或游戲、使用電源或電池的時候,會有算法的智能變化,這也是Intel對軟硬件一體持續(xù)優(yōu)化的側(cè)證。
Panther Lake擁有極強的擴展性,將在不同外形規(guī)格、市場細分和價格區(qū)間,為合作伙伴提供前所未有的靈活性。
目前公布了三種架構(gòu)組合,分別是8核、16核、以及16核+12核Xe3 GPU的配置,從參數(shù)上來看,其實我們已經(jīng)能大概看出搭載這三款配置的筆記本產(chǎn)品。
8核版自然是主流配置,由4顆P核心和4顆LPE核心組成,同時配備4顆Xe3 GPU核心;
16核心版本是為高性能產(chǎn)品,以及需要連接獨立顯卡的機型準(zhǔn)備,因為這個版本的PCIe通道達到了20條。由4顆P核和8顆E核心以及4顆LPE核心組成,同樣配備4顆Xe3 GPU核心;
而最高的16核心+12Xe自然是為高端輕薄本所準(zhǔn)備的,由4顆P核和8顆E核心以及4顆LPE核心組成,同時配備12顆Xe3 GPU,預(yù)計會以Ultra 9的序列推出。
內(nèi)存支持方面,Panther Lake新加入了LPCAMM2支持,作為下一代的內(nèi)存標(biāo)準(zhǔn),這種內(nèi)存集靈活性和擴展性于一身。同時LPDDR5X板載內(nèi)存的頻率上限也提升到了9600 MT/s。
值得注意的是,除了PC領(lǐng)域,Panther Lake還將擴展至包括機器人在內(nèi)的邊緣應(yīng)用提供算力支持。全新的Intel Robotics AI軟件套件與參考板為客戶提供先進的AI能力,使其能夠快速創(chuàng)新并開發(fā)高性價比的機器人,并利用Panther Lake同時實現(xiàn)控制與AI感知功能。
性能提升多達50%的Xe3 GPU及XeSS 2多幀生成
Panther Lake上變化最大的Tile還有GPU,作為第三代Xe架構(gòu),全新設(shè)計的Xe3 Core在性能上進行了深度優(yōu)化,包括第三代Xe核心、增強光追單元、提升XVE矢量引擎利用率等。每瓦性能大幅提升,最高多達12個Xe核心,算力達到120 TOPS。
與Lunar Lake相比,GPU性能最高提升50%;與Arrow Lake H相比,每瓦性能提升超過40%,相當(dāng)驚人。媒體引擎方面,新加入了AVC和AV1的10bit編解碼支持,以及索尼的XAVC編解碼支持。
還有一項全新的XESS2,則是最令游戲玩家們感到興奮的事情,因為這為輕薄本上以100FPS的幀率運行3A游戲帶來了可能。
這是Xe3更低的API響應(yīng)時間,XeSS 2超分辨率渲染和多幀生成,XeSS Low Latency低延遲技術(shù)等的綜合結(jié)果。
大家最關(guān)心的多幀生成(MFG)與NVIDIA DLSS 4類似,也是通過提取已有幀畫面中的運動矢量、深度信息,利用XMX引擎的AI處理能力,結(jié)合光流、運動矢量信息進行混合重建,生成新的幀畫面,這將大幅提升游戲中的幀率表現(xiàn)。
基于AI的新一代NPU 5和IPU 7.5
作為新一代AIPC,當(dāng)然不能沒有NPU。Panther Lake中新的NPU 5算力達到50TOPS,可能與Lunar Lake集成的NPU 4(48TOPS)相比絕對數(shù)值變化不大,但同等面積下的算力提高了40%,也就是芯片總面積縮小了,同時降低了功耗,并加入了原生的FP8數(shù)據(jù)類型支持。
Intel表示,這是綜合考量后的平衡,并不一味追求高算力,是從體驗角度來設(shè)計的,目的就是合適的負(fù)載跑在合適的XPU上,這也是異構(gòu)設(shè)計的初衷。
Panther Lake的綜合算力最高達到180 TOPS,其中CPU適用于輕量化的AI負(fù)載,NPU則適合AI助手之類常駐后臺且要求低功耗的應(yīng)用,而GPU則適合游戲和內(nèi)容創(chuàng)作類負(fù)載。
值得關(guān)注的還有IPU,下一代的7.5版本IPU,內(nèi)置了ISP 101,相比使用攝像頭內(nèi)置輸出,這種硬件級優(yōu)化將大大提升筆記本前置攝像頭的畫質(zhì)表現(xiàn),還可以支持AI降噪、HDR視頻等功能,而這一切是在極低功耗下實現(xiàn)的。
次世代的無線連接體驗
還有一點容易被忽略但值得說的是,Panther Lake在無線連接方面也取得了長足的進步,WIFI 7、Bluetooth 6,以及1GbE MAC技術(shù)等都具備了更強的靈活性。
業(yè)界最先進的無線技術(shù)Wi-Fi 7 R2(320MHz),將AI PC與更強的連接性能相結(jié)合,有助于優(yōu)化用戶體驗。
采用18A制程的代號為Clearwater Forest的至強6+服務(wù)器處理器預(yù)計于2026 年上半年推出
作為英特爾研發(fā)并制造的最先進的半導(dǎo)體工藝,Intel 18A制程將作為核心技術(shù)平臺,支撐英特爾未來至少三代客戶端與服務(wù)器產(chǎn)品的研發(fā)與生產(chǎn)。Intel 18A的大規(guī)模量產(chǎn),將進一步鞏固英特爾在技術(shù)與制造領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)地位。
英特爾首席執(zhí)行官陳立武手持Panther Lake晶圓
英特爾首席執(zhí)行官陳立武表示:“得益于半導(dǎo)體技術(shù)的巨大飛躍,我們正邁入一個令人振奮的全新計算時代,這些技術(shù)進步有望塑造未來數(shù)十年的發(fā)展。結(jié)合領(lǐng)先的制程技術(shù)、制造能力和先進封裝技術(shù),我們的新一代計算平臺將成為推動公司各業(yè)務(wù)領(lǐng)域創(chuàng)新的催化劑,助力我們打造一個全新的英特爾?!?/p>
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