眼馋苹果M1，牙膏厂首款大小核处理器即将上市！显卡AI超级采样，台积电N6制程

新智元报道

来源：Intel

编辑：Priscilla 好困

【新智元导读】近日，英特尔高级副总裁在架构日大会上携手多位英特尔架构师，全方位介绍了在CPU和GPU架构等方面的重大进展。

最近AMD一路高歌猛进。

不过，牙膏厂这次在架构日也带来了一系列全新的突破性产品。

首个性能混合架构处理器；全新的独立显卡架构；为数据中心打造的下一代至强处理器；全新IPU；oneAPI 工具包。

高级副总裁兼加速计算系统和图形事业部总经理Raja Koduri

作为消费者来说，架构得到全面革新的处理器和独立显卡显然更有意思。

全新独显架构，基于台积电N6

英特尔此次推出了其独立显卡的全新微架构——Xe HPG。

全新的独显将为游戏和创作工作负载提供发烧级的高性能。

• Xe内核拥有16个矢量引擎和16个矩阵引擎、高速缓存和共享内部显存

• 支持DirectX和Vulkan的光线追踪
• 比上一代Xe LP架构实现1.5倍的频率提升和1.5倍的每瓦性能提升

优化架构、逻辑设计、电路设计、制程工艺技术和软件

• 使用台积电的N6制程

• 重构内核显卡驱动程序组件，尤其是内存管理器和编译器，使计算密集型游戏的吞吐量提高了15% (至多80%)，游戏加载时间缩短了25%

此外，利用基于AI的超级采样可以将分辨率从1080p提升到4k，并且达到几乎相同的图像质量。

XeSS技术利用Alchemist的内置XMX AI加速，使用深度学习来合成非常接近原生高分辨率渲染质量的图像。

通过从相邻像素，以及对前一帧进行运动补偿，来重建子像素细节。

而与原生的4k渲染相比，XeSS技术可以将性能提升2倍（FPS）。

原本只能在超低分辨率下玩的游戏，现在甚至可以流畅地体验4K画质。

显卡路线图

英特尔表示，第一款产品预计于2022年第一季度上市。

首个性能混合架构：能效+性能

能效核（Efficient-core）

面对当今多任务场景，能效核可以提高吞吐量效率，提供可扩展多线程性能。

通过低电压能效核降低整体功率消耗，为更高频率运行提供功率热空间，这也让能效核提升性能，以满足更多动态任务负载。

同时可以实现多核任务负载，并且具备宽泛的频率范围。

能效核可以在不耗费处理器功率的情况下对工作负载进行优先级排序，并通过每周期指令数（IPC）改进功能直接提高性能，这些功能包括：

与英特尔最多产的CPU内核Skylake相比，在单线程性能下，能效核能够在相同功耗下实现40%的性能提升，或在功耗不到40%的情况下提供同等性能。

与运行四个线程的两个Skylake内核相比，在功耗更低的情况下，四个能效核所提供的吞吐量性能能够同时带来80%的性能提升，而在提供相同吞吐量性能时，功耗将减少80%。

性能核（Performance-core）

英特尔全新性能核微架构，可以突破低时延和单线程应用程序性能的限制。

由于工作负载的代码体积正在不断增长，需要更强的执行能力。数据集也随着数据带宽的需求提升而大幅增加，性能核显著增速的同时，能够更好地支持代码体积较大的应用程序。

性能核拥有更宽、更深、更智能的架构足以让它成为英特尔有史以来性能最高的CPU内核。

性能核得以突破低时延和单线程应用程序性能的极限，全靠以下优点：

• 相比目前的第11代处理器架构，针对大范围的工作负载实现了平均约19%的改进；
• 更高的并行性和执行并行性的增加；
• 搭载英特尔高级矩形扩展（AMX），内置下一代AI加速提升技术，用于学习推理和训练；
• 减少时延，对大型数据和代码体积较大的应用程序提供更好的支持。

此外，IPC也将有19%的提升。

Alder Lake

英特尔的首款性能混合架构，代号「Alder Lake」。

最高可支持16个核心，24个线程，以及高达30MB的缓存。

作为英特尔下一代客户端架构，Alder Lake基于Intel 7制程工艺打造而成。

无论是超便携式笔记本还是商用台式机，Alder Lake统统都支持。

它采用了单一、高度可扩展的SoC架构，提供三类产品设计形态：

• 高性能、双芯片、插座式的台式机处理器 ，具有领先性能和能效。支持高规格的内存和I/O；
• 高性能笔记本处理器，采用BGA封装，并加入图像单元，更大的Xe显卡和Thunderbolt 4连接；
• 轻薄、低功耗的笔记本处理器，采用高密度的封装，配置优化的I/O和电能传输。

要构建如此高度可扩展架构，就意味着需要在不影响功率的情况下，满足计算和I/O代理对带宽超乎寻常的需求。

为此，英特尔设计了三种独立的内部总线，每一种都采用基于需求的实时启发式后处理方式。

• 计算内部总线可支持高达1000GBps——即每个内核或每集群100GBps，通过最后一级缓存将内核和显卡连接到内存；
• I/O内部总线支持可高达64GBps，连接不同类型的I/O和内部设备，能在不干扰设备正常运行的情况下无缝改变速度，选择内部总线速度来匹配所需的数据传输量；
• 内存结构可提供高达204GBps的数据，并动态扩展其总线宽度和速度，以支持高带宽、低时延或低功耗的多个操作点。

Alder Lake将于今年秋天上市。

参考资料：

https://www.intel.com/content/www/us/en/newsroom/resources/press-kit-architecture-day-2021.html

https://edc.intel.com/content/www/us/en/products/performance/benchmarks/architecture-day-2021/