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迁安高质量品茶地方外卖推荐,赛道Hyper | 英特尔AI芯片性能猛兽Lunar Lake登场,P-Core,架构,Cove
2024-06-11 02:22:01
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作者:周(zhou)源/华尔街见闻

英特尔下一代面向AI PC的专用移动AI芯片架构——Lunar Lake,终于露(lu)出全部真容。

6月4日,英特尔CEO帕特·基辛格(ge)(Pat Gelsinger)在COMPUTEX 2024上正式公布Lunar Lake架构的所(suo)有技术(shu)细节:CPU、GPU、NPU性能提升,能耗降低,综合AI算力达120TOPS,原先剧(ju)透消息称这个数值超过100TOPS。

与首代酷睿Ultra Meteor Lake改(gai)变CPU结构相比,完全为AI PC而设计的Lunar Lake,采用了(le)全新的架构设计:如P-Core(性能核)的Lion Cove架构,E-Core(能效核)的Skymont架构,性能堪比独显架构Xe2核显,NPU数量从两颗增加到四颗,首次采用封装级内存(将LPDDR5x内存与计算模块封装在一起)。

还有,业界轰传英特尔采用了(le)台积电代工:用N3B工艺代工计算模块(Compute Tile),台积电N6负责平台控(kong)制模块(Platform Controller Tile)代工。

巨变:P/E-Core新架构优势(shi)

Lunar Lake架构设计包括(kuo)七个方面:模块化结构、封装工艺、P性能核、E能效核、混合架构与线程调度、GPU核显、NPU AI引擎和(he)平台连接等部分。

这个新架构的主要亮点有三个:首先这是英特尔首次完全采用台积电代工(但英特尔官方没有加以(yi)明确(que))的芯片;其次,用这个新架构的全新AI PC芯片上集成了(le)LPDDR5x内存,等于采用这款芯片的笔记(ji)本电脑无需额外配置内存,类似智能手机的SoC(系统级芯片)结构;第三,Lunar Lake用了(le)英特尔Foveros封装工艺。

在计算核心架构层,Lunar Lake拥有4个P-Core(性能核),4个E-Core(能效核),共计8线程,即4P+4E/8T。

巨大的设计变化来自P-Core和(he)E-Core:前者采用全新Lion Cove架构,后者则使用Skymont架构。这取(qu)代了(le)原先Meteor Lake架构的Cresmont(节能高能效核),而在Core(酷睿) Ultra上出现的LP E-Core(低功耗能效核)设计也被放(fang)弃。

其中,E核运行速(su)度与LP-E核心一样,功耗却(que)仅LP-E内核的30%,在性能上可提升2倍或4倍(单/多线程)。

更重要的变化是:E-Core内部不像P-Core那样用Ring总线连接,而是让(rang)其具备LP E-Core的特性,并配合台积电N3B制程效率和(he)新架构设计下每(mei)周(zhou)期指令数(IPC:Instructions Per Cycle)提升,从而获得显著的增益效果。

Lion Cove的作用,在技术(shu)上,完成了(le)在CPU设计中投(tou)入更多的缓存,以(yi)此解决CPU性能问题。随着CPU系统设计愈发复杂,缓存子系统有必要跟进增加,以(yi)此保证性能与执行效率的全面提升。

另外,Lion Cove架构还有个重大的设计变革,英特尔甚至认(ren)为这种变革会对未(wei)来的芯片设计产生(sheng)深远影响:英特尔将设计重心放(fang)在了(le)创建更大规(gui)模的分区(Partition),改(gai)变了(le)以(yi)往(wang)的小分区(Small Partition)设计。

这种设计的好处是能降低芯片整体的设计成本和(he)复杂度,而未(wei)来的设计迭代升级也会变得更容易。

P-Core采用新的Lion Cove架构,还有能耗控(kong)制方面的好处:P-Core的IPC(每(mei)个时(shi)钟周(zhou)期指令数:Instructions Per Cycle)提升幅度达30%,动态电源效率提升了(le)20%。

Lunar Lake的E-Core采用的Skymont架构有什么好处呢?

英特尔称,用Skymont架构的E-Core能与上代P-Core性能持平(E-Core作为能效核,性能远不如P-Core性能核);不仅如此,在部分工作场景下,性能甚至能超越之。

这如何实现?

Skymont架构使用了(le)全新设计,包括(kuo)在一个时(shi)钟周(zhou)期内同时(shi)解码并执行9条指令,也就是9宽(kuan)解码,比上代E-Core的Crestmont架构增加50%。一般来说,解码阶段宽(kuan)度越大,处理器性能越强,能更有效地(di)利用资(zi)源,加快指令执行速(su)度。

使用这套架构的E-Core,功耗效率提升明显;在单线程性能提升1.7倍的同时(shi),功耗仅为Meteor Lake LP E-Core的30%;用Skymont E-Core集群与Meteor Lake的LP E-Core同时(shi)比较,功耗相同,多线程性能提升2.9倍。

首次采用封装级内存

Lunar Lake有个令人惊叹的技术(shu)“创新”:这是英特尔首次采用在处理器内部封装整合内存的做法,英特尔将之称为“Memory on Package”(封装级内存)。

换句话说,搭载Lunar Lake处理器的笔记(ji)本不支持独立的SO-DIMM标准的内存(LPDDR5x),故而在后期不能扩展(zhan)内存以(yi)升级性能。

若无法扩展(zhan)内存,岂不是和(he)眼下的超薄笔记(ji)本(内存被集成在PCB主板上)一样?

Lunar Lake的物理结构主要分三部分:计算模块和(he)平台控(kong)制器模块,这两部分沿用了(le)Meteor Lake的分离式模块化设计方式,组成了(le)Lunar Lake的计算性能核;为了(le)加固计算核心结构,英特尔还加一个没有电路和(he)性能功能的填料模块(Filler Tile)。

计算模块(整合了(le)最(zui)新的Xe2 GPU、第四代NPU、IPU)、平台控(kong)制器模块,加上那个没有实际作用的填料模块,通过英特尔的Foveros封装工艺,将之封装在基础模块(Base tile)上,变成一个整体。

相比前代,Xe2 GPU的游戏和(he)图形性能提升1.5倍,AI吞吐量提升超3.5倍,算力高达67 TOPS。

内部通信方面,计算模块通过Home Agent、Coherency Agent等连接主要单元,平台控(kong)制器模块则通过IO Coherency连接,以(yi)确(que)保内部的一致性,最(zui)终实现高效通信。

Lunar Lake的技术(shu)亮点,或称为重大的设计变化,在于之上封装了(le)两颗内存。在CPU平面图的上半部分,封装了(le)两颗64bit 32GB LPDDR5X(SO-DIMM标准)内存:最(zui)高频率8500MHz,每(mei)颗芯片有四个16-bit通道(dao),总容量最(zui)高为32GB。

英特尔称这种设计能节省40%的功耗和(he)释放(fang)多达250平方毫(hao)米的主板面积,故而能显著提升电池续航,从而留出更多空间给(gei)笔记(ji)本的其他(ta)设计。

作为一款面向AI PC的AI芯片架构,Lunar Lake用全新的NPU 4和(he)Arc Xe2-LPG核显提供AI动力。NPU 4在INT 8上的算力达48TOPS,大幅超过微软Copilot+ AI PC算力标准(40TOPS),从而满(man)足未(wei)来的AI PC性能需求。

其中,对比此前的Meteor Lake的NPU区区11.5TOPS算力,Lunar Lake的NPU增加了(le)两倍数量,内存带宽(kuan)增加1倍,时(shi)钟速(su)度从1.4GHz提高到1.95GHz,故而达成48 TOPS和(he)约2-4倍的整体性能。

Lunar Lake的NPU 4,叠加Arc Xe2-LPG核显后,其综合算力高达120TOPS,但缺点是全负荷运行耗电量会相应(ying)增多。

这个问题怎么解决?英特尔有办法。

英特尔通过与微软合作,将英特尔硬件线程调度器(ITD:Intel Thread Director)做了(le)增强,旨在与微软Windows Copilot以(yi)及其他(ta)AI助手做针对性优化。

英特尔表示,有了(le)新的线程导(dao)向器,Windows现在能创建containment zones,将大多数实际工作负载让(rang)Skymont E核承担,解决综合算力高企带来的耗电量增加问题,以(yi)保证用户的高效续航体验(yan)。

Lunar Lake的架构师设计创新点确(que)实不少(shao),比如英特尔还取(qu)消了(le)超线程技术(shu)。在常见的笔记(ji)本电脑时(shi)钟速(su)度下,Lunar Lake的E核性能竟然(ran)比Meteor Lake的P核更强,单线程性能提升高达20%,四个Lion Cove P核还实现了(le)IPC高达14%的性能提升。

据英特尔的预(yu)定计划,Lunar Lake将于今年三季度

发布于:上海市
版权号:18172771662813
 
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