半导体

英特尔公布下一代芯片技术 低功耗成亮点

作者:电子信息产业网来源:天极网发布时间:2014-08-18 09:55我要评论

2006年进入酷睿时代之后,Intel就坚持(几乎)每年交替升级CPU架构和制造工艺,也就是广为熟知的Tick-Tock。Broadwell属于其中的Tick,也就是工艺升级、架构基本不变,明年的Skylake则是另一次Tock,工艺不变,架构革新。

英特尔正式发布了全新14nm芯片技术,并将其命名为Broadwell。由于Broadwell代表的是生产工艺的提升,而非新的芯片设计,能耗的减少将成为其一大卖点。新的工艺技术让英特尔得以在保持能耗的同时提升了芯片性能,或是在保存性能的前提下降低能耗。

英特尔公布下一代芯片技术 低功耗成亮点

Broadwell是基于14纳米制程的首款英特尔处理器,14纳米制程使用第二代FinFET(三栅级)技术,其晶体管以3D格式堆叠。不过,英特尔量产时遇到了困难,导致Broadwell推迟发布。

英特尔表示,相比Haswell芯片,Broadwell在IPC(Instruction Per Clock,即CPU每一时钟周期内所执行的指令多少)上的提升只有5%%。而在图形性能方面,Broadwell将会得到大幅提升,计算性能和采样相比Haswell分别提升了20%%和50%%,而视频质量引擎的提升更是达到了后者的两倍。

英特尔公布下一代芯片技术 低功耗成亮点

相比使用22nm技术的Haswell,英特尔的14nm工艺将能耗降低了25%%。而后者在每瓦性能上却比Haswell高出了两倍还多。英特尔还加入了第二代的FIVR集成稳压设计,以优化低压下的效率。在芯片包装的X和Y轴上,英特尔实现了超过50%%的瘦身,从而将尺寸压缩到了30x16.5x1.04mm,而芯片重量也得到了30%%的额外缩减。

睿频技术(短时超频以加快任务处理速度,然后进入低功耗模式)同样也得到了升级。Haswell的PL2模式可在系统高功耗下运行数秒时间,而新的PL3模式进一步提升了峰值性能——但持续时间仅为几微秒。此外,英特尔还大幅提升了重新设计的I/O功能。

Broadwell本身还对系统部件(处理器、显卡、系统风扇、Wi-Fi芯片、内存、电源适配器等)的信息通讯进行了优化,以实现跨越整个系统的电源管理优化,从而将续航最大化。

Ivy Bridge、Haswell上的GPU分别是第七代、七代半,Broadwell是在它们基础上的继续改进,但还不足以称之为第八代,因为底层架构几乎完全相同的,只是在规模、性能、功能、技术上深入增强。API支持方面已经和NVIDIA、AMD处于同一档次,完全支持DX11.2(以及OpenGL 4.3),甚至还领先于NVIDIA的开普勒、麦克斯韦架构。

计算方面,Broadwell确认支持尚未公布的OpenCL 2.0,包括共享虚拟内存,大大提升计算性能。英特尔虽然没有类似AMD HSA那样的可编程异构架构,但至少可以在Broadwell CPU与GPU之间直接共享复杂数据了,而不用来回拷贝。

虽然这次英特尔只是披露了Core M系列的相关信息,而没有公布针对服务器市场的Broadwell产品。但是我们相信在Core M成功部署在平板电脑和笔记本以及台式机上,服务器版的Broadwell产品也将会被及时推出。

英特尔公布下一代芯片技术 低功耗成亮点

根据此前媒体的报道,采用SoC封装的全新至强Broadwell DE系列系统芯片已经被英特尔列入产品的路线图。作为英特尔公司第一款采用系统级设计的服务器芯片,Broadwell DE高性能服务器芯片将以SoC形式整合在服务器主板上,而不是传统的插槽式安装。Broadwell DE芯片将于2014年下半年或2015年年初正式上市。

通过整合至强处理器和兼容的FPGA到一个单独的封装里,其将与标准至强E5处理器实现插座(Socket)上的兼容。有了FPGA的可重编程能力,就能够在工作负载和计算需求发生波动的时候帮助改变算法。根据行业的基准测试,基于FPGA的加速器可以实现超过10倍的性能提升。

对于诸如Broadwell DE这样的系统级服务器芯片,虽然有助于消除潜在的系统在成本和功耗方面的瓶颈,但是插槽式服务器芯片能够访问更多的内存和计算资源。Broadwell DE芯片可配备各种的IO控制器,并可根据实际需求针对存储类应用系统和网络类应用系统进行相应的调整。与英特尔公司其他提供低功耗、基于Atom的服务器芯片相比,Broadwell DE芯片是一款运行速度更快的产品。Broadwell DE芯片将采用14纳米工艺制造。

Broadwell DE芯片的系统级设计将有助于减少一些总线接口并提升系统性能,但是在可靠性和功能方面的表现则略差,这就需要用户在实际应用中自行权衡利弊。

通过缩小芯片的尺寸,英特尔和其它芯片公司竞相推出更先进的处理器。通过发布14纳米制程处理器,由22纳米制程的Haswell提升到14纳米芯片,PC厂商将打造更轻更薄,更节电,而且无需风扇的电脑。首款Core M设备将在年底上市,大批新设备会在2015年上半年上市。

在电脑和服务器领域,英特尔处理器占据了大部分市场份额,但基于ARM的芯片则在移动设备市场处于优势。为了更好与ARM竞争,英特尔不断推出更节电的芯片。英特尔利用自己先进的工艺和技术,在低功耗移动市场争取有所作为,打造无风扇的轻薄笔记本、二合一设备、平板机,甚至是微服务器,反击ARM。


责任编辑:王泽旭
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