英特爾 Intel IPU Intel Thread Director Sapphire Rapids Alder Lake Ponte Vecchio

英特爾架構日揭櫫多款新世代產品

2021-08-31
英特爾日前舉行架構日,揭曉英特爾架構重大的世代轉換。重點包括:英特爾具備兩個全新x86核心世代的混合式架構-Alder Lake,以及智慧型Intel Thread Director工作負載排程器;Sapphire Rapids英特爾資料中心架構,結合了效能核心以及眾多加速器引擎;全新的獨立遊戲圖形處理單元(GPU架構;新款基礎設施處理器(IPU)與Ponte Vecchio英特爾高運算密度的資料中心GPU架構等。

這些架構上為英特爾下個世代產品奠定基礎,隨著從桌面到資料中心的工作負載,變得更大、更多、更複雜和更多元,架構日所揭曉的技術突破更加顯現出架構將如何滿足更多運算效能的迫切需求。

效率核心(Efficient-core):從低功耗行動應用至多核心微服務,是一款滿足客戶廣泛運算需求,高度可擴充的x86微架構。相較於英特爾的Skylake微架構,效率核心於同樣功耗下可提供高出40%的效能,或是在相同效能的前提下,降低40%的功耗。多核心處理下,4個效率核心相較以4條執行緒方式運作的Skylake雙核心,能夠提供多出80%的效能並降低功耗,或是減少80%的功耗並維持相同的效能。

效能核心(Performance-core):該款x86核心是英特爾迄今所打造的最高效能CPU核心,其設計主旨為更寬、更深、更智慧,達成更好的平行作業、提升執行平行度、降低延遲必提升通用運算效能。其同樣協助支援具備眾多資料與大量程式碼的應用程式。效能核心相較目前第11代Intel Core架構(Cypress Cove核心),於相同運作頻率之下,在寬廣及多樣的工作負載能夠提供約19%的效能提升。

Intel Thread Director:英特爾針對排程器的設計,為確保效率核心和效能核心工作無縫接軌而開發,自開始即動態且智慧地指派工作,讓真實世界的系統效能最大化與效率最佳化。透過內建於核心內部的智慧,Intel Thread Director與作業系統在對的時間點將執行中的工作移往正確的核心。

Alder Lake:重塑多核心架構,Alder Laker將是英特爾具備Intel Thread Director的高效能混合式架構。以高效率核心和高效能核心相互結合,應用領域涵括超輕薄行動市場至桌面系統,並以多項I/O與記憶體新規格引領產業轉型。基於Alder Lake的產品將於今年開始出貨。

Xe HPG 和 Alchemist SoC:針對玩家級遊戲效能和內容創作工作負載而設計的一款獨立式圖形微架構。Xe HPG微架構具備新款Xe-core,是款專注於運算的可程式化和可擴充的元件,支援DirectX 12 Ultimate。位於Xe-cores內部的新款矩陣引擎(也就是Xe Matrix eXtensions、XMX),能夠加速如XeSS的AI工作負載,XeSS能夠同時達成高效能與高度逼真遊戲畫面提升(Upscaling)技術。以Xe HPG打造的Alchemist SoC(先前代號DG2)將使用Intel Arc品牌,於2022年第一季現身,並以TSMC N6製程打造。

Sapphire Rapids:結合英特爾的效能核心與加速器引擎,平舖的(Tiled)、模組化的SoC架構位於Sapphire Rapids中心,提供擴充性的同時,依舊保持單一CPU晶片介面所享有的優勢,使用英特爾EMIB封裝技術與mesh架構。

基礎設施處理器(IPU):Mount Evans是英特爾首款以ASIC為基礎的IPU,還有以FPGA為基礎的IPU參考平台Oak Springs Canyon。透過以英特爾IPU為基礎的架構,雲端服務提供者(CSP)藉由從CPU卸載基礎設施任務至IPU,可以最大化資料中心收益。卸載基礎設施任務至IPU,讓雲端服務提供者能夠將他們的伺服器CPU 100%提供給客戶租用。

Xe HPC、Ponte Vecchio:Ponte Vecchio利用多個先進半導體製程、英特爾的EMIB多晶片互連技術,以及英特爾的Foveros 3D封裝,Ponte Vecchio成為英特爾打造過最為複雜的SoC。運算晶片(Compute Tiles)將採用TSMC N5製程;基底晶片(Base Tile)則是使用Intel 7製程;連結晶片(Xe Link Tile)將採用TSMC N7製程。

回首過去一年,全球以科技來進行溝通、工作、遊憩,並且對抗疫情。事實證明,強大的運算能力相當重要。展望未來,大量運算需求到了2025年可能需要增加1,000倍。4年之內成長1,000倍,相當於摩爾定律的5次方。

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