Intel 10nm Ice Lake Analizi: Altı Teknik Sütun Yerleştirildi, Üstel İnovasyon Geleceği Yönlendiriyor
Bu yılki Taipei Computer Show'da Intel, 10nm işlemli Ice Lake işlemcisi olan onuncu nesil Core işlemciyi tanıttı. Bu yılın Haziran ayında sevk edildi ve seri üretim süresi beklenenden yarım yıl önceydi.
10nm Ice Lake ilk 10nm işlemcidir ve aynı zamanda üstel performans artışı sağlayabilen altı teknik sütuna dayanan bir yeniliktir.
Artık veri merkezli bir çağ. Bulut hizmetleri, büyük veri, 5G, AI ve Nesnelerin İnterneti tarafından getirilen veri miktarı katlanarak artıyor. 2018'de yalnızca Çin 7,6 ZB veri üretti. 2025'te olması bekleniyor. Önemli ölçüde 48,6ZB'ye yükseldi ve global veri hacmi 175ZB'ye kadar çıktı Bu büyüme, tek işlemci performans artışının sınırını aştı.
Yalnızca veri hacmindeki artış değil, aynı zamanda veri formlarının çeşitlendirilmesi de veri işleme için daha karmaşık gereksinimleri ortaya koydu. Gelecekte, bağlı cihazlar artık yüz milyonlarca PC veya 1 milyar akıllı telefon olmayacak. 5G ve Nesnelerin İnterneti'nin gelişmesiyle birlikte, gelecek dönem Her Şeyin İnternetidir. 2025 yılında Çin, 80 milyar akıllı cihaza sahip olacak. Dünyada 150 milyar akıllı cihaz var ve veri işleme, depolama ve bağlantı için daha yüksek gereksinimler çapraz desen altında ortaya konuyor.
Böyle bir döneme yanıt olarak Intel, transistör merkezli stratejisini, altı teknolojik sütunun paralel yeniliğine değiştirdi. Bu altı sütun, süreç ve paketleme, mimari, bellek ve Depolama, ara bağlantı, güvenlik, yazılım. Intel'in hedefi, üstel büyüme elde etmek için bu altı teknik sütunu kullanmaktır.
Ice Lake işlemcisinde, gelişmiş teknoloji 10nm'dir ve mimari, yeni Sunny Cove ve Gen11 çekirdek ekranıdır. Bellekteki DDR4 + Optane ayrıca performans ve kapasitede iki kez yükseltme sağlar. Entegre Thunderbolt 3 ve Wi-Fi 6 da Ice'ı genişletir Lake'in bağlanabilirliği, güvenliği ve yazılım optimizasyonu daha da önemlidir.
Proses teknolojisi: gelişmiş 2,7 kat minyatürleştirme
Altı teknolojik sütun arasında, gelişmiş üretim süreçleri çok önemlidir ve önde gelen ürünleri oluşturmak için anahtar temeldir. Ice Lake'in yüksek performans getirmesinin öncülü, 10nm işleminin ultra yüksek transistör yoğunluğudur.
14nm düğümünden, Intel işleminin yükseltme aralığı önceki nesillere göre önemli ölçüde daha yüksektir. 22nm'den 14nm'ye yoğunluğun 2,5 katıdır ve 14nm'den 10nm'ye 2,7 katına çıkarılır ve transistör yoğunluğu 1MTr / mm2'ye ulaşmıştır, bu da bir kare anlamına gelir. Milimetre uzayda 100 milyon transistör var.
Transistör yoğunluğundaki Moore Yasasına sürekli uyumluluğa ek olarak, Intelin 10nm işleminde malzeme ve süreçlerde birçok yeniliğe sahiptir. . Techinsights daha önce Intel 10nm yongalarını söktü ve Intel 10nm işleminin ilk kez BEOL arka uç sürecinde bakır ve rutenyum kullandığından ve kendinden hizalı bir pozlama işlemi kullandığından bahsetti.Yeni teknolojilerde keşif niteliğinde birçok iyileştirme yaptı. Önceki süreçten çok daha yüksek.
Intel'in geçen yıl Foveros adında bir 3D paketleme teknolojisini piyasaya sürdüğünü belirtmekte fayda var.Bu teknoloji büyük esneklik sağlıyor çünkü tasarımcılar farklı teknik patentli modülleri ve yeni ürün formlarında çeşitli depolamayı "karıştırıp eşleştirebiliyor". Çip ve G / Ç yapılandırması.
Foveros paketleme teknolojisi de altı teknik sütunun önemli bir parçası. 10nm Ice Lake işlemcisi şu anda Foveros paketleme teknolojisini kullanmasa da, bu yıl Lakefield işlemcileri Foveros ambalajında başı çekecek.Gelecekte bunu kullanan daha fazla işlemci olacak. Teknoloji, çipler ayrıca iki boyutludan üç boyutluya geçtikten sonra daha yüksek üssel büyüme getirebilir.
Mimari İnovasyon: Yeni Sunny Cove çekirdeği,% 18 IPC performans artışı
Teknolojik yükseltmelere ek olarak, Ice Lake işlemcilerinde üstel performans artışı getiren bir başka yenilik de yeni mimarilerin uygulanmasıdır. Intel, önümüzdeki on yıl içinde mimari inovasyonun inovasyonlarının ana itici gücü olacağına ve üstel genişleme etkileri getirmeye devam edeceğine inanıyor.
Ice Lake söz konusu olduğunda, bu sefer ana mimari yükseltmeleri CPU ve GPU'dur. CPU çekirdeği Sunny Cove'a yükseltildi ve GPU, Gen 11 nesline yükseltildi.
CPU çekirdeğinde, Sunny Cove'un ana geliştirmelerinin üç nokta daha derin, daha geniş ve daha akıllı olduğu söylenebilir. Özellikle:
-Daha iyi: İç ünite geliştirildi, L1 önbelleği% 50 artırıldı ve L2 önbelleği ikiye katlandı.
-Geniş: Adresleme birimi 4'ten 5'e çıkarılır ve yürütme birimi arabirimi 8'den 10'a çıkarılır, bu da mikro mimarinin paralel performansını artırır.
-Smarter: Intel, şube tahmin doğruluğunu iyileştirmek ve gecikmeyi azaltmak için Sunny Cove çekirdeğinde daha iyi algoritmalar kullanır.
Sunny Cove çekirdeği, şifreleme ve şifre çözme performansını iyileştirmek için yeni AES, SHA-NI talimatları ve ayrıca açma algoritmaları ekleyerek bazı özel uygulamaların performansını iyileştirdi, Intel tarafından gösterilen 7-ZIP'in performansı% 75'e kadar arttı.
Genel olarak, CPU performansı açısından, Sunny Cove çekirdeğinin getirdiği değişiklikler çok büyük. Mevcut 6. ila 9. nesil Core Duo tarafından kullanılan Skylake tabanlı geliştirilmiş mimari ile karşılaştırıldığında, Sunny Cove çekirdeği farklı uygulamalarda% 10-40'lık bir performans artışına sahiptir.Ortalama olarak, IPC (komut döngüsü başına performans)% 18'e kadar artmıştır. Bu, son yıllarda CPU performansındaki en büyük artıştır.
CPU çekirdeğine ek olarak, 10nm işlemcili Ice Lake işlemcisi de çekirdek ekran GPU'sunda bir sıçrama yaparak Gen11 mimarisi çekirdek ekranına yükseltti. Genel CPU'larda 24 AB yürütme birimi kullanan Gen 9/10 nükleer ekranın aksine, Gen11 nükleer ekrandaki AB birimlerinin sayısı 1,1 GHz frekans, 1,12TFLOPS kadar yüksek kayan nokta performansı ve 2,25TFOPS kadar yüksek FP16 yarı hassasiyeti ile 64'e yükseldi. , Mevcut nükleer gösterimin 2-3 katıdır.
Ice Lake'in GPU ölçeğindeki büyümenin yararı, oyun performansının% 80'den fazla artmasıdır. Computex'teki bilgilere göre, 48/64 üniteli Iris Plus çekirdek ekranı, çoğu oyun başyapıtının ortalama kare hızının 30FPS'yi ve bazılarının 60FPS'yi aşmasını sağlayabilir.
Ek olarak, Gen11 çekirdek ekranı ayrıca kod çözme, video çıkışı ve dikey senkronizasyon teknolojisinde devrim niteliğinde yükseltmelere sahiptir Çift kod çözme birimi HEVC, VP9 sabit kod çözme, 4K60'a kadar, 8K30, DP 1.4, HDMI 2.0b ve üç ekrandan bağımsız çıkışı destekler. , 5K60, 4K12010-bit'e kadar çıktı verebilir.
Son olarak, Gen11 çekirdek ekranı, oyun oynarken ekranın yırtılması veya kekemelik gibi sorunları önleyebilen mevcut oyun monitörleri tarafından desteklenen yeni nesil dikey senkronizasyon teknolojisi olan VESA standardı Adaptive Sync uyarlamalı dikey senkronizasyon teknolojisini nihayet destekliyor.
Bellek yükseltme: DDR4 frekans artışı Optane bellek hızlandırma
Hafıza ve depolamanın önemi genellikle göz ardı edilir. Aslında, büyük veri çağının ortaya çıkmasıyla birlikte, bellek ve depolamanın önemi gün geçtikçe artmaktadır.
Bellek veya depolama olmasına bakılmaksızın Intel, mevcut bilgi işlem ihtiyaçlarını karşılamak için bellek hiyerarşisinin tüm seviyelerinde üstel iyileştirmelere ihtiyaç olduğuna inanıyor. Optane teknolojisinin lansmanı, Intel'in bellek ve depolama hiyerarşisini yeniden şekillendirmesi, hiyerarşideki boşlukları doldurması ve bellek performansını katlanarak iyileştirmesidir.
Her şeyden önce, Ice Lake işlemcisinin bellek frekansı, LPDDR4-3733MHz bellek ve DDR4-3200 belleği desteklemek için büyük ölçüde artırılmıştır.Birincisi esas olarak mobil ürünler için, ikincisi ise esas olarak masaüstü ürünleri içindir. Geçmişteki düşük bellek frekansı ile karşılaştırıldığında, Ice Lake işlemcisini DDR4-3200 belleğe yükseltmek, bellek performansını ortalama% 30 artıracak, bu da oyunlar ve profesyonel uygulamalar için büyük fayda sağlıyor.
2020'de piyasada Ice Lake sunucu sürümü işlemcileri olacak.Üçüncü nesil Xeon Ölçeklenebilir işlemci serisi olmalı.Bu yılın ikinci nesil Xeon Ölçeklenebilir işlemcilerinden başlayarak Intel, Optane veri merkezlerini desteklemeye başladı. Kalıcı bellek (Optane DC Kalıcı Bellek), depolama sisteminin performansını ve kapasitesini daha da artırır.
Optane veri merkezi kalıcı bellek kapasitesi şu anda 128GB, 256GB, 512GB, maksimum 18W güç tüketimi, DDR4-2666'ya eşdeğer en yüksek frekans, 6.8GB / s maksimum okuma bant genişliği, 2.3GB / s maksimum yazma bant genişliği, performans çok daha yüksek PCIe sabit sürücüleri DDR4 belleğe daha yakındır ve bu, DDR belleğinin küçük kapasitesini ve SSD sabit sürücülerin yetersiz performansını telafi edebilir.
Ara bağlantı hızlandırma: 40 Gb / sn Thunderbolt 3, Wi-Fi 6
Bu veri torrentleri çağında, CPU'ların yalnızca büyük miktarda veriyi işlemesi gerekmekle kalmaz, aynı zamanda büyük miktarda veriye daha hızlı bağlanabilir.Bu, Ice Lake işlemcisinin diğer ürünlerden farklı olduğu yerdir çünkü ilk entegre Thunderbolt 3 ve Wi-Fi'dir. Fi 6 işlemci.
Intelin Thunderbolt teknolojisi birkaç yıldır geliştirilmiştir. En son standart, USB 3.0ın 4 katı olan 40 Gbpsye kadar çıkan Thunderbolt 3'tür. Büyük kapasiteli dosyaları aktarmak için çok uzun süre beklemenize gerek yoktur. Sadece 100 GB HD filmleri kopyalayın. Yaklaşık 20 saniye.
Bu yılın Mart ayında Intel, Thunderbolt 3 lisansını sektöre ücretsiz olarak açacağını ve Ice Lake işlemcinin Thunderbolt 3 ana kontrolünü entegre eden ilk işlemci olduğunu ve Thunderbolt 3 platformunun maliyetini ve erişim zorluğunu daha da düşürdüğünü duyurdu.
Ayrıca USB Promosyon Organizasyonu, gelecekteki USB 4'ün Thunderbolt 3 protokolünü temel alacağını da duyurdu; bu, USB 4'ün yalnızca aynı 40Gbps'ye sahip olmadığı, aynı zamanda her iki tarafın arayüzlerinin de birbiriyle uyumlu USB Type-C olarak birleştirileceği anlamına geliyor.
Şu anda Thunderbolt 3, Windows 10 ve Linux sistemleri tarafından destekleniyor. Thunderbolt 3'ü destekleyen bilgisayar sayısı her yıl ikiye katlandı. 400'den fazla bilgisayar Thunderbolt 3 arayüzlerini destekliyor ve Thunderbolt 3'ü destekleyen çevre birimlerinin sayısı 450'yi geçti. Her yıl ikiye katlanan büyüme trendine devam edin.
40Gbps Thunderbolt 3, kablolu bir bağlantıdır. Ice Lake, Wi-Fi kablosuz bağlantıların da ön saflarında yer almaktadır. Önceki 802.11ax kablosuz standardı olan Wi-Fi 6'yı ilk entegre eden sistemdir ve 160MHz kanalları ve OBSS ağ gürültü filtrelemesini destekler. Ağ güvenilirliğini artırırken, özellikle yoğun ortamlarda ağ performansını iyileştirirken hızı artırın.
Bunun avantajı, aynı Wi-Fi 6 standardı olmasıdır, ancak Intel'in ağ hızı daha hızlıdır, hız, standart 2x2 Wi-Fi680MHz kanalının iki katı olan 1680Mbps'ye ulaşabilir.
Daha yüksek hızlara ek olarak, Intel ayrıca daha düşük maliyetli ve daha entegre bir Wi-Fi 6 çözümü yarattı.Mac'in fiziksel çekirdeği 14 nm'lik bir işlem kullanır ve RF radyo frekansı 28 nm'lik bir işlem kullanarak paket alanını% 15 oranında azaltır. Dikiş sayısını% 40 azalttı.
Yazılım genişletme: Ekosistemde çığır açan yapay zeka hızlandırma
Intel'in 15.000'den fazla yazılım mühendisi vardır ve yazılım da Intel'in altı ayağının önemli bir parçasıdır.
Yazılım ekolojisine değer verilmesinin nedeni, mevcut çeşitlendirilmiş bilgi işlem gereksinimleri altında, yeni donanım mimarisinin performansı bir dereceye kadar iyileştirdiği her seferinde, yazılım optimizasyonunun iki büyüklükte bir performans iyileştirmesi sağlayabilmesidir. Performans zamanı.
Ek olarak, Intel şu anda CPU, GPU, FPGA, AI çipleri gibi çeşitli mimari ürünlere sahiptir. Geliştiriciler için zorluğu basitleştirmek için Intel, çapraz CPU, GPU, FPGA, yapay zeka ve diğer hızlandırıcıları basitleştirebilen Tek API stratejisini başlatacak. Çeşitli hesaplama motorlarının programlanması. Proje, yazılımı, yazılım kodunu büyük ölçüde hızlandırabilecek donanımla eşleştirmek için kapsamlı ve birleşik bir geliştirme araçları portföyü içermektedir.
Gelişmiş AI hızlandırma talimatları sayesinde, Ice Lake işlemcinin AI performansı, sekizinci nesil Core performansına kıyasla kolayca 2-2,5 kat iyileştirilebilir.
Ek olarak, Ice Lake işlemcisinin güvenliğinden bahsetmeliyim.10nm Ice Lake yeni nesil bir işlemci olduğundan, güvenlik koruma konuları tasarımın başlangıcında ele alınır ve güvenliği bu nesil işlemciler arasında en yüksek olanıdır.
Özet: Üstel yenilik, Intel'in gelecekteki büyümesini yönlendiriyor
Daha önce de belirtildiği gibi, Ice Lake sadece Intel için yeni nesil bir işlemci değil, 10nm sürecini yükseltmek kadar da basit değil. Yalnızca süreç yükseltmelerine güvenmek artık veri akışı çağının bilgi işlem ihtiyaçlarını karşılayamaz.10nm Ice Lake işlemci, Intel'in yeni stratejisinin özüdür.
Tıpkı Dean Song Jiqiang'ın bu bahardaki strateji toplantısında söylediği gibi, veri merkezli çağda gereken üstel büyümeye yanıt olarak Intel, bilgi işlem devrimini desteklemek ve veri merkezli çağda devam etmek için altı teknolojik sütuna güvenecek. Yenilik, önümüzdeki 5, 10 ve hatta 50 yıl içinde Intel'in gelişiminin itici gücü olacaklar.
