10nm处理器双响炮 Intel六大技术支柱2020年爆发

　　在CES 2020展会上，CPU处理器也是Intel主题演讲的重点，这次展会上官方正式发布了Tiger Lake处理器，它是第二款10nm处理器，CPU及GPU架构也全面升级，亮点多多。

　　此外，Intel还联合多家合作伙伴展示了一些全新的PC产品，比如折叠屏笔记本ThinkPad X1 Fold，它使用的是Lakefield处理器，是Intel首款3D封装芯片，同时封装10nm芯片和22nm IO的多种模块。

　　Tiger Lake、Lakefield两款处理器是2020年的重点产品之一，它们也同时是Intel六大技术支柱战略中的代表产品，从制程到封装，再到架构都极具创新性。

　　何为六大技术支柱？Intel的核心竞争力都在这里了

　　在2018年底的Intel架构日活动上，Intel官方首次提出了六大技术战略，这也就是大家常说的六大支柱，听上去很像是六个柱子支撑着Intel，实际上Intel官方的描述是6个圆环，层层相扣，意义更准确一些。

　　具体来说，这六大支柱就是制程和封装、架构、内存和存储、互连、安全、软件。Intel的目标是借助这六大技术支柱，实现指数级的增长。

　　在当时的会议上，英特尔高级副总裁、首席架构师以及架构、图形与软件部门总经理Raja Koduri提到，“我们现在正把这个模式（六大战略支柱）运用于我们的整个工程部门，落实在我们将在明年和未来推出的全新创新产品与技术规划。不管是通过 “Foveros” 逻辑堆叠实现的先进封装创新，还是面向软件开发者的 “One API” 方案，我们正在采取行动，推动可持续的新一轮创新。”

　　以往一提到计算能力，大家想到的往往就是摩尔定律推动下的晶体管密度，但是如今的计算格局正在发生深刻变化，数据洪流时代考验的不只是单一的CPU、GPU那么简单，推动摩尔定律发展的也不只是晶体管规模，而是“包括晶体管、架构研究、连接性提升、更快速的内存系统和软件的结合”，这也是Intel六大技术支柱战略的意义所在。

　　Tiger Lake：10nm+工艺、Willow Cove及Xe架构落地

　　在六大技术支柱中，制程/封装、架构依然是最底层也是最重要的部分，2019年Intel首次落地了10nm工艺及Sunny Cove架构，2020年的CES展会上Intel又正式宣布了Tiger Lake处理器，它使用的是10nm+工艺以及新的Willow Cove微内核、Xe图形架构GPU，同时还带来了新一代的IO接口（这部分我们单独再说）。

　　在Tiger Lake处理器上，Intel已经在使用改进版的10nm工艺——10nm+。此前很多人都听过10nm工艺延期的消息，但是大部分并不了解Intel的10nm工艺，认为别的厂商7nm工艺超越Intel了，实际上并没有。

　　Intel的10nm工艺是近年来升级幅度最明显的一代工艺，摩尔定律下大部分工艺升级是2x晶体管密度，而从14nm到10nm工艺，Intel做到了2.7x晶体管密度提升，10nm节点就实现了100MTr/mm2，一平方毫米内就集成了1亿个晶体管，相当于其他厂商的7nm晶体管密度水平。

　　在10nm+工艺之外，Tiger Lake处理器还会用上全新的CPU内核——Willow Cove，这是去年Ice Lake处理器的Sunny Cove核心的继任者，后者的IPC性能提升了18%，最多可达40%，Willow Cove核心的性能会进一步提升。

　　根据官方的说法，Willow Cove内核的主要改进是在缓存系统上，更大容量的多级缓存，再辅以合理的层级结构、高速度、低延迟，带来的性能提升绝对会是非常显著的，无论日常应用还是游戏都能获益匪浅，Intel官方表示CPU性能提升至少是双位数，也就是超过10%的。

　　Lakefield处理器2020年问世 Foveros 3D封装成真

　　在CES展会上，Intel及其合作伙伴还探索了PC产品的全新形态，联想在发布会上现场展示了ThinkPad X1 Fold折叠屏笔记本，梦幻般的外形及全新的操作体验惊艳了全场。

ThinkPad X1 Fold折叠屏笔记本

　　折叠屏、双屏等全新形态的PC同时也对处理器提出了更高的要求，性能、功耗、尺寸等关键指标的要求都不一样了，趋势就是功耗更低、体积更小、集成度更高，所以这些产品使用的处理器也不同，目前主要是Intel的Lakefield处理器，也会在2020年开卖，去年发布微软双屏Surface Neo、三星笔记本Galaxy Book S也是如此，都会在今年正式上市。

　　Lakefield处理器的特殊之处在于它的封装，这就要涉及到Intel六大技术支柱中的封装技术了，Lakefield首发了Intel的Foveros 3D立体封装技术，2019年的CES展会上正式宣布，它可以将多个硅片堆叠在一起，缩小整体面积，但提高内部互连通信效率，并且可以灵活控制不同模块，满足不同需求，还可以采用不同工艺。

　　具体到Lakefield处理器上，其内部集成了10nm工艺的计算Die、22nm工艺的基础Die两个硅片，前者包含一个高性能的Sunny Cove/Ice Lake CPU核心、四个高能效的Tremont CPU核心，整体尺寸仅为12×12毫米，比一枚硬币还小。

　　在CPU核心之外，Foveros 3D封装还可以加入10nm GPU核心、DRAM内存等核心，最新消息显示它甚至可能集成联发科的5G基带。

　　总之，凭借Foveros 3D封装的灵活性，Intel可以按需整合各种不同的IP核心，这种超高集成度也使得Lakefield处理器厚度减少了40%，核心面积减少了40%，GPU性能提升50%，待机功耗只有原来的1/10。

　　2020年成六大技术支持落地的关键点 架构、工艺、封装合体

　　2019年Intel推出Ice Lake处理器之后，新的10nmnm工艺及Sunny Cove架构意味着六大技术支柱正式拉开了帷幕，首次在架构及工艺上同步升级。

　　2020年Intel的六大技术支柱就更重要了，可以说这次会遍地开花了，Tiger Lake及Lakefield处理器不仅带来了10nm+工艺、全新的Willow Cove核心、Xe图形架构GPU核心，也首次将3D封装Foveros技术变成了现实。

　　在未来的芯片发展中，Foveros 3D为代表的新一代封装技术也会占据越来越多的份额，其高集成度及灵活搭配不同工艺的特性赋予未来的PC更高的创新性，从外观形态到操作体验都有全新的体验。