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生机勃勃招鲜吃遍天?Intel六招融合倾覆守旧环球

发布时间:2019-11-28 19:51编辑:环球彩票登陆浏览(89)

    可以说,六大战略支柱的提出,不仅仅明确了未来英特尔自身的聚焦领域,同时还为新时代下半导体制程及相关领域的发展埋下了创新的种子。

    在FPGA领域,英特尔全新的FPGA平台Agilex,其采用第二代HyperFlex架构。资料显示,第二代HyperFlex架构相比英特尔Stratix 10 FPGA,性能提升高达40%,或总功耗降低40%。此外,Hyperflex的架构创新更是可以灵活的把其他的种类计算融合进来。

    ·Co-EMIB:利用利用高密度的互连技术,将EMIB(嵌入式多芯片互连桥接) 2D封装和Foveros 3D封装技术结合在一起,实现高带宽、低功耗,以及相当有竞争力的I/O密度。

    英特尔现在认识到,基于标量、矢量、矩阵和空间架构的处理器对客户同样重要,因此英特尔将在CPU、GPU、FPGA和AI加速器中部署这些功能。当然,英特尔的转型非常迅速,也需要更加强内部和外部的沟通。

    英特尔一口气就使出了六招,称为“六大技术支柱”——制程和封装、架构、内存和存储、互连、安全、软件。该概念首次被提出是在2018年12月英特尔“架构日”活动上,不到半年,在2019年4月3日英特尔直接发布了一系列以“六大技术支柱”为基础的新品,前者如“武功口诀”,后者则招招逼人,发布会上新品密度非常惊人。

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    六大战略支柱的提出,可以看作是英特尔回归本源,安下心来推动半导体制程架构革新的征程再起,也可以看作是英特尔为引领未来产业创新埋下的定海神针。近年来,英特尔以果决的执行力从以PC芯片为核心的公司转型为以数据为中心的公司,以适应未来多变、多元化时代的计算需求。因此,制程、架构、内存、互联、软件和安全六大战略支柱的提出,是时代发展的客观需求,也是点燃未来创新引擎驱动的必然。

    数据中心内的代表技术为英特尔以太网800系列、硅光子、Omni-Path,这里适合用简短的一组数字来表达其速度:800 系列十万兆以太网卡满足 100Gbps 的连接速率;400G硅光子收发器,通过半导体激光和IC集成电路融合在一起,四束激光各有100Gbps的速度,网络协议则全面支持Ethernet、InfiniBand、OmniPath等;英特尔Omni-Path Host Fabric支持每端口 100 Gbps,这意味着每个英特尔 OP HFI 端口可提供每端口高达 25 Gbps 的双向带宽。

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    在分析六大战略支柱对于行业创新的助力作用之前,我们不妨先来看看英特尔六大战略支柱的解读和意义

    从技术层面的最新消息来看,在去年12月份的“架构日”上就推出了下一代CPU微架构Sunny Cove,旨在提高通用计算任务下每时钟计算性能和降低功耗,并包含了可加速人工智能和加密等专用计算任务的新功能。并包含了可加速人工智能和加密等专用计算任务的新功能。明年晚些时候,Sunny Cove将成为英特尔下一代处理器和客户端处理器的基础架构。

    为了应对未来的数据中心时代,Intel去年提出了六大技术支柱的战略,包括制程与封装、架构、内存与存储、互连、安全、软件。Intel认为计算需求无处不在,而且日益多样化,CMOS缩放、3D工艺技术、新架构、新功能等将继续推动摩尔定律向前发展,但是任何单一因素都不可能再满足多元化的未来计算需求,而基于六大技术支柱的指数级创新,将是Intel进入未来10年乃至下一个50年的驱动力。

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    挖掘处理器性能极限——架构

    与以往的不同的是,芯片封装技术的重要性首次被提升到与制程工艺相提并论的程度,之前业界谈摩尔定律都是指同一支撑下的单芯片,其发展已经受到了光罩的限制,而在未来的数据中心时代,产品不再受制于光光罩,它可以集成多种针对IP优化多制程小芯片,这也是业界刚开始流行的Chiplet设计思路。

    制程:制程技术仍然很重要。通过先进的3D封装技术,英特尔希望在最需要的目标IP模块上应用最新工艺,与单片设计的单独工艺和结构分离。因此英特尔推出了Foveros设计平台,这个平台包括异构的CPU设计,将在2019年下半年推出一系列有关产品。

    在英特尔对外的演示图中,六大技术支柱被从里到外排在了一层一层的圈中,相互嵌套相互协调。从形态上看,像一个坚固的盾牌,技术组合抵御一切产品挑战。也像一个车轮,载着历史不断前进。像一滴滴落平静湖面的水滴,展开一圈圈涟漪,飘荡到无穷的大海。

    在今后的发展中,硅基半导体依然会受摩尔定律的指导,10nm、7nm及未来的5nm、3nm工艺依然会带来晶体管微缩、性能提升,提高以数据为中心时代的计算性能。

    近几年,英特尔开始从以PC为中心的公司转型为以数据服务为中心的公司,其实这本身就是一个从微观走向宏观的过程。在这种背景之下,制程节点演进、架构技术升级、处理器性能提升对于英特尔来说已经不再是唯一使命。

    自通任督二脉

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    综上来看,英特尔在架构上不断突破,并引领创新。而这又是处理器性能的关键所在,英特尔似乎手握着处理器性能的关键钥匙。如果将上面所提的两大技术支柱结合,“内功”和“武功秘籍”糅合,更是诞生了超异构这样的“武林绝学”——可以把很多现有的、不同节点上已经验证良好的晶片集成在一个封装里。拥有全部“秘籍”的英特尔,未来阻碍其产品创新能力的只有想象力了。

    这也是Intel为何在六大支柱技术中将封装技术与工艺并列的原因,单纯依赖工艺带来的性能增长已经无法实现指数级增长,无法满足数据洪流时代的计算要求,而Foveros、Co-EMIB、ODI、MDI等3D封装技术具备更高的灵活性,一方面可以继续集成高性能工艺及先进架构核心,另一方面也可以集成其他工艺、架构的IO核心等,能够让Intel对架构、制程和封装同时进行优化,从而交付领先的产品。

    如今,单纯的制程-架构升级已经越来越难以适应多变的产业环境。制程、架构虽然仍旧是最为重要的两大因素,但不再是唯一。英特尔六大战略支柱的提出,正是为应对未来变化莫测的半导体芯片行业发展而提出的核心原则。

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    在Intel的六大支柱技术中,先进的制程工艺及封装技术是基础,其中先进工艺方面Intel已经有14nm工艺及改进工艺,今年又量产了10nm工艺,之后还会有改进版10nm 及10nm 工艺,2021年则会量产7nm工艺,针对5nm、3nm的研究也在进行中。

    这些新平台不仅仅涉及到传统的制程、架构领域,同时还涉及到了5G领域的创新,超微互联领域(Foveros 3D封装)的技术革新。

    在世界范围内的传输,英特尔代表技术有专门面向5G无线接入和边缘计算的网络系统芯片Snow Ridge和可加速多种虚拟化工作负载,包括5G无线接入网络和5G核心网络应用的N3000 FPGA。

    Intel就为美国能源部承建了极光超算,它将使用Intel的Xeon处理器、新一代Xe加速卡、傲腾DC持久内存以及One API软件。极光超算运算性能超过百亿亿次,是现有最强超算的10-20倍,实现了指数级增长。

    ·六大战略支柱解读及意义

    此外,详细阐述英特尔软件战略的是在去年11月份的一场“英特尔人工智能大会”上,当时英特尔人工智能产品事业部全球数据科学负责人刘茵茵在演讲中,一口气介绍了几大开发工具。虽说英特尔具有非常强的处理计算的能力,但对于全新硬件架构的每一个数量级的性能提升,软件能带来两个数量级的性能提升。

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    软件:英特尔已经意识到,硬件的每一次巨大飞跃,软件都有机会提升两倍的性能,英特尔会将更多资源投入到软件上。此前,英特尔已经在openVINO方面取得了很大的进步,至强的机器学习性能也提升了好几个数量级。

    从微观到宏观,从片上到世界范围的高速连接,英特尔的互连战略全面突破互连极限。

    Intel将从今年开始应用上述先进封装方式,首先是Lakefield处理器上集成10nm CPU及22nm IO核心,而基于Co-EMIB的芯片也有了样品,在一块基板上都有多达9个裸片,且大小、功能各异,整合方式也不一样。

    从根本意义上来说,英特尔六大战略支柱几乎涵盖了半导体领域本身以及所有最重要的相关联行业,它们共同为这些行业的创新打下了坚实基础。放眼全局,以硬件为根基、以平台级解决方案为动力来推动行业创新才是英特尔未来立足的根基。

    据英特尔内部的说法,互连技术领域,英特尔是业内投资部署最广泛的公司之一。

    未来的先进工艺开发费用越来越贵

    随着制程-架构技术演进速度放缓,不少声音认为摩尔定律已然失效,已经不适用于现阶段以及未来半导体制程架构发展的规律。不过,如果从摩尔定律本身出发来看的话就会发现,虽然在晶体管含义层面摩尔定律似乎快要褪色,但它仍然不失为一条极富普适性的经济规律,在很多方兴未艾的新兴行业里,摩尔定律仍然是最为黄金的准则之一,代表着一种追求创新永不停歇的精神。

    不仅如此,英特尔还对进行架构创新的新探索,比如Loihi神经拟态计算芯片、量子计算。其中Loihi神经拟态计算芯片解决方案中的系统软件、算法、应用、芯片和硬件平台的相互促进为这一进程提供动力。此外,在2018年的CES大会上,英特尔宣布成功设计、制造和交付49量子比特的超导测试芯片Tangle Lake。Tangle Lake代表着英特尔开发完整量子计算系统的进程 - 从架构到算法,再到电子控制。实现一个49-qubit测试芯片是一个重要的里程碑,因为它可以让研究人员评估和改进纠错技术和模拟计算问题。

    Chiplet小芯片的设计很容易让人联想到之前的胶水多核,看起来都是把不同的芯片封装在组合成一个芯片,但二者实际有本质区别——胶水多核只是简单的2D多芯封装,而Chiplet复杂得多,是3D封装技术,不同的芯片有不同的架构甚至制程工艺,这种异构集成技术提供了前所未有的灵活性,有助于解决传统2D芯片性能无法大规模扩展、功耗过高等难题。

    3D堆叠封装示意

    同样的时间,英特尔推出全新第11代集成图形卡,配备64个增强型执行单元,比此前的英特尔第9代图形卡多出一倍,旨在打破每秒1万亿浮点运算次数的壁垒。同时英特尔放出消息,计划在2020年推出独立图形处理器。

    新一代超算之所以如此大幅度提升性能,是因为人类未来几年所需要的计算性能需求增长太快了,2025年全球产生的数据量高达175EB,智能互联的设备高达1500亿,完全是一个数据洪流时代,更快地传输数据、存储更多数据以及处理一切是硬要求。

    其实在年初的CES 2019英特尔发布会上就可以初窥端倪。英特尔除了正式宣布10nm制程落地之外,更为重要的是通过创新性的技术,为10nm制程构建起了非常完整的生态体系。其中包括:分别面向消费级和服务器、数据中心的10nm Ice Lake平台;面向封装领域的Foveros 3D封装技术,以及首款3D封装平台LakeField;同时还包括面向5G领域的SnowRidge平台。

    颠覆传统招数——内存和存储

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    风雨50年,英特尔在竞争惨烈的半导体领域里浴血奋战,成为当今世界范围内最具影响力的科技公司之一,同时也站在了半导体行业的最高峰之上。

    综合本文中所例举的产品例子,可以看出,六大支柱带来的是产品的全面创新,所以英特尔有了转型成“以数据为中心”的底气,正如英特尔公司全球副总裁兼中国区总裁杨旭在今年媒体见面会上发表的“万有IN力 新格局”的主旨演讲中提到的那样,“英特尔瞄准的是2022年高达3000亿美元的市场”,这其中就囊括了PC、移动通讯、数据中心、非易失性存储、物联网和FPGA。

    到了2020年,Intel的3D封装技术会在各个领域前面开花。

    互联:随着英特尔对IP模块进行分割,处理器之间和封装之间的通信便对整个局势更加重要。此外,随着需要处理和存储的数据越来越多,无线和数据中心互联对于在先进封装芯片之间的数据传输变得至关重要。

    突破极限的兵器——互连、安全、软件

    前几天的SEMICON West大会上,Intel又推出了三项全新的先进芯片封装技术,并推出了一系列全新基础工具,包括EMIB、Foveros技术相结合的创新应用,新的全方位互连技术等。

    全新的傲腾内存解决方案

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    近年来,英特尔在5G、人工智能、自动驾驶、IoT等领域倾注了大量精力,但归根结底,都离不开底层硬件基础。在数据中心层面,至强可扩展处理器与傲腾技术保驾护航;人工智能领域,英特尔通过全栈式产品布局,以通用芯片和专用型处理器为AI推理提供驱动力。

    其实英特尔自己都没有察觉,自己的六大技术支柱一口气挑战了业内众多“高手”,同时也在挑战传统。

    ·MDI:基于高级接口总线物理层互连技术,Intel发布了这种名为MDIO的全新裸片间接口技术。MDIO技术支持对小芯片IP模块库的模块化系统设计,能效更高,响应速度和带宽密度可以是AIB技术的两倍以上。

    安全层面,英特尔一直以来都非常重视。去年X86、ARM架构处理器普遍遭受的熔断、幽灵漏洞威胁,英特尔也是最早作出积极回应以及有效应对方案的半导体企业。

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    ·ODI:ODI全称Omni-Directional Interconnect,也就是全方位互连技术,为封装中小芯片之间的全方位互连通信提供了更大的灵活性。ODI封装架构中,顶部的芯片可以像EMIB下一样,与其他小芯片进行水平通信,还可以像Foveros下一样,通过硅通孔与下面的底部裸片进行垂直通信。

    笔者认为,如果把14nm制程之前的半导体行业归为摩尔定律的“微观”时代的话,那么14nm制程之后,半导体行业将迎来摩尔定律的“宏观”时代。

    几天前,集英特尔傲腾技术和英特尔QLC NAND技术为一体的固态盘全新上市,采用了M.2规格。这种傲腾混合式固态盘上同时集成高速加速技术和大容量固态盘将造福PC用户日常应用,英特尔这则上市消息中也表明,在本季度末,搭载英特尔傲腾混合式固态盘的第八代英特尔酷睿U系列移动平台将通过各大主要原始设备制造商上市。其能让1,多任务处理状态下,文档打开速度提高2倍;2,多任务处理状态下,游戏启动速度提高60%;3,多任务处理状态下,媒体文件打开速度提高90%。

    2019年的TOP500超算中,速度最快的美国Summit超算性能达到了20亿亿次,第二名的中国神威·太湖之光性能超过10亿亿次,不过一两年之后10亿亿次级别的性能将被新一代超算超越,人类将会进入百亿亿次超算时代。

    ·六大技术支柱点燃创新引擎:从聚焦制程架构突破到同时注重六大领域综合性能

    而传统的模式有两方面弊端:1,内存带宽限制会影响数据管道的运行速度;2,在当前的内存系统基础架构中,依然有两层空白需要填补,这需要更换慢速旋转介质来解决这一问题。这三级之间它的速度差是很大的,百倍到千倍的速度差。如果未来计算需要非常大数据的存储和访问,这样的速度差严重影响性能。

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    英特尔的存储技术打破了固有内存的认知,打破了传统,直接重塑内存层级结构,消除数据瓶颈,这一招属于技术常年累计后的自然而然的颠覆。

    在先进封装技术上,Intel走的也很快,之前已经有EMIB 2.5D封装技术,去年底又率先推出了Foveros 3D封装技术,有望首次将晶片的堆叠从传统的无源中间互连层和堆叠存储芯片扩展到高性能逻辑芯片,如 CPU、图形和人工智能处理器。

    安全:英特尔在架构、设计和产品中会更多地考虑安全性。英特尔新设了一个安全部门,将优秀的安全人才汇聚到一起,在发现危险的时立刻发出警报,甚至暂停产品研发推进来为客户保驾护航。

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    但是另一方面,先进工艺制造难度越来越大,也使得成本大幅上涨,开发7nm芯片需要3亿美元的费用,是10nm工艺的2倍左右,5nm节点甚至会增长到5.4亿美元,这也让半导体公司担心用不起。

    架构:英特尔很久以前就已经不再以CPU为其唯一中心,无论收购Altera、Nervana、Movidius、eASIC,还是宣布将于2020推出独立GPU,都是其转型的证明。英特尔还悄悄创建了用于网络和运营商的ASIC加速器,并取得了相当大的成功。

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    Co-EMIB能连接更高的计算性能和能力,让两个或多个Foveros元件互连从而基本达到SoC性能,还能以非常高的带宽和非常低的功耗连接模拟器、内存和其他模块。

    除此之外,英特尔在存储技术领域也有新的动作——将傲腾内存与QLC固态硬盘融合,一方面使SSD的性能得到提升;另一方面也可以借助傲腾内存的缓存特性,有效延长QLC闪存的寿命。这也是英特尔在存储领域针对创新交出的第一份答卷。

    英特尔对“武功秘籍”的探索似乎很“贪婪”,其构架非常多样化,包括标量、矢量、矩阵和空间,分别应用于CPU、GPU、AI和FPGA产品。用英特尔官方话来说,就是“英特尔能够支持所有架构类型,同时拥有独特的设计和制造模式,采用领先的晶体管、创新的封装技术和广泛的IP组合,使得英特尔能够提供业界最具吸引力的产品。”

    此外,从端到端的解决方案,到边缘计算,从数据中心到5G、AI、自动驾驶等等这些聚焦领域,英特尔借助底层硬件优势以及平台级方案整合能力,辅以技术创新能力和卓越计算能力,为驱动产业创新赋能,为新时代打下了坚实基础。

    英特尔的颠覆则是往里面加入几级不同的存储技术。封装内存插在缓存和DRAM之间,DRAM和存储之间插入三层:数据中心级的持久内存、还有固态盘、和QLC固态盘。据悉,每一层之间的速度差只有10倍左右,所以是非常平滑的存储结构,这对提高未来系统性能非常重要。

    英特尔10nm拥有更完整的生态体系

    英特尔的互连战略应该是六大技术支柱最有意思的了,像一条线串起来了六大战略,因为英特尔的互连技术可实现片上、封装内、以及处理器节点间的通信。通过有线网,或者无线网络,数据将在数据中心、边缘设备、以及芯片之间传输。英特尔在所有这些跨越微米到英里传输距离的互连领域都处于领先地位。

    内存:当多个高速模块整合到单一封装中之后,高速的内部存储对跨模块共享所有数据、减少芯片外延迟,都是至关重要的。正如我们在傲腾上看到的那样,一旦有机会,英特尔就会全力以赴。

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    时下,半导体制程工艺和架构技术的发展,以及价格成本等方面已经与过去产生了极大差异。同时,事实证明制程和架构技术已经不是半导体行业发展的唯一准则。客户关心的是整体性能,而不只是采用了什么制程工艺。未来半导体行业的发展,将牵涉到除制程、架构之外更多相关联的领域。如存储、互联、软件甚至是安全性等层面。为此,英特尔在2018年末的架构日活动上,提出了六大战略支柱,明确其在制程、架构、存储、互联、安全、软件方面为产业构建全方位生态体系,这是摩尔定律宏观时代英特尔交出的第一份答卷。

    图︱英特尔

    以英特尔架构日活动上发布的“One API”为例,它汲取了openVINO上的经验,可以简化跨CPU、GPU、FPGA、AI和其它加速器的各种计算引擎的编程,提供相关的工具和库。

    “架构创新在未来十年会是一个主流。”此话出自英特尔中国研究院院长宋继强之口,这句话显然综合了历史和技术角度。处理器微架构的变化可以改变IPC,效率更高的微架构可以提高IPC从而提高处理器的性能。回顾历代处理器,我们不难发现英特尔在绝大部分时间内都保持业界的领先地位,无论是早期的P5/P6微架构,还是造就辉煌的Core微架构处理器,都已经或者即将促使整个产业的变革。

    此外,Foveros 3D封装技术也是意义深远的平台级解决方案。以往单片时代处理器内部的CPU核心、GPU核心、IO单元、内存控制器等子单元都必须是同一工艺制程下设计的,不过在实际应用中其实并不需要大家都一样。比如CPU、GPU核心需要更高的性能,那么以更加先进的工艺去设计制造是必要的。但是像IO单元、控制器等器件,就不需要这么先进的工艺了。以前的封装技术无法解决这种问题,但是通过EMIB或Foveros就可以实现不同工艺芯片之间的堆叠封装了。

    有个常用公式:处理器性能 = 主频 x IPC(IPC:Instruction Per Cycle: 一个时钟周期完成的指令数,单位为“指令/时钟周期”)。显然要提高性能有两个途径:提高主频和提高IPC。从历史角度来看,处理器经历了从兆赫驱动年代,到多核年代。前者遭遇了“功率墙”的阻碍,后者则被“内存墙”拦了去路。而先进的架构可以使CPU在单位时间内执行更多的指令,也就是完成更多的任务。

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    ·从引领制程架构创新到为新兴计算领域创新提供源动力

    英特尔在内存和存储技术的立足点就是颠覆,对于传统的内存技术来说,其本来只分为三级:CPU里面的缓存最快,然后是内存,内存直接被CPU访问,不直接访问的就是存储。随着指数级增长的计算续期,内存也在以线性速率增长。

    对于OEM合作伙伴来说,全新的封装技术能够实现客制化需求,这一点极为重要。以往英特尔与OEM的关系是“我升级芯片你做相应的产品”。OEM的选择权不大,只能跟着英特尔的节奏走,英特尔不更新OEM就只能干等着。全新封装技术的出现,可以允许OEM去向英特尔客制化自己想要的芯片,从而在不同类型、不同形态的产品之上选择不同的芯片方案,更加灵活,其创新性不言而喻。

    而这里提及的3D封装技术在业内可谓是一场血雨腥风的战斗。在ICinsights最新的2019年全球十大半导体厂商预测榜单中,英特尔回到了龙头位置。但在3D封装技术上,常年在前十榜单上的三位大咖不容忽视——英特尔、三星、台积电。当然在榜单外还有一些OSAT(半导体封装、设计和测试服务的外包提供商)厂。

    这六大技术凭什么能成为英特尔的“支柱”?

    图片来源:ICinsights

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    在人工智能领域,英特尔拥有Movidius Myriad X VPU芯片架构,其由少数专门的计算引擎组成。芯片中包含通用处理器和16个SHAVE(流式混合架构向量引擎)处理器,其配有成像和视觉加速器,一个神经计算引擎,以及把所有内容链接在一起的智能存储器结构。另外,英特尔的Nervana NNP 是专为深度学习定做的架构,拥有新的存储器架构,更高的可扩展性、数值并行化,并且英特尔有将深度学习性能提升100倍的野心,让用户从已有硬件(并非专门为 AI 而设计)的性能限制中解放出来。

    架构一词源于英文“architecture”的翻译,它的原意是建筑,建筑学,设计及构造的方式和方法。这个词应用于处理器是指处理器内部各个运算部件的有序安排和构造,达到设计的和谐统一,使之在运行时协调一致达到高效率。如果说,上面提及的制程和封装是内功心法,那这里的构架则是武功秘籍里的招式。

    而英特尔则提出了革命性的Foveros 3D立体芯片封装技术,首次为CPU处理器引入了3D堆叠式设计,堪称产品创新的催化剂,或将成为CPU处理器历史上一个重要的转折点。据资料显示,Foveros 3D封装技术带来了3D堆叠的显著优势,可实现逻辑对逻辑(logic-on-logic)的集成,为芯片设计提供极大的灵活性。该封装技术也成为继2018年推出的嵌入式多芯片互连桥接2D封装技术之后的下一个技术飞跃。

    英特尔3D封装的“招数”一个接一个,并非仅仅存在演示中,在2019年CES上,英特尔展示了首款Foveros产品——研发代号为“Lakefield”的全新客户端平台。该平台首次引入了类似Arm big-LITTLE大小核架构,将1个10nm Sunny Cove核心和4个Atom系列的10nm Tremont核心通过 Foveros 3D芯片堆叠技术封装到了一起。确保先前采用分离设计的不同IP整合到一起,同时保持较小的SoC尺寸,功耗也可以控制的非常低。

    此外,在今年的CES、四月份的发布会上,英特尔10nm的新品都有重点阐述。在今年一季度财报的电话会议上,英特尔表示,自家的10nm工艺技术进展顺利,而首批10nm CPU将在年底前大规模商用,其即将开始对新CPU进行认证。

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    对于开发者来说,拥有一套利用好英特尔芯片的通用工具集,对于获得性能的指数级扩展至关重要。英特尔能够创建统一的软件架构,全面覆盖从云到端的计算。英特尔拥有几乎适用于任何架构的软件工具、SDK、API、库和特殊扩展,并支持开放式平台,让软件堆栈每个层级的开发人员都能为多样化的架构编写代码。此外,英特尔正在开发跨平台软件,进一步简化并延伸整个堆栈中的应用开发。

    文︱亚亚君

    英特尔六大技术支柱中的安全和软件也是其突破极限的完美“兵器”。英特尔越是丰富的多样化战略布局,越是会面临多重安全挑战,而英特尔可以为多样化的架构、领先的多层级内存和多层次的互连部署额外的安全技术,能从OEM厂商到云服务供应商和独立软件开发商,英特尔将继续引领整个行业创新并推进安全工具和资源,以提高云端应用处理的安全性和隐私保护,提供平台级威胁检测并缩小攻击面。

    此外,在今年4月3日的发布会上推出的全新产品家族——英特尔Agilex FPGA,就是完美地结合了基于英特尔10纳米制程技术构建的FPGA结构和创新型异构3D SiP技术,将模拟、内存、自定义计算、自定义I/O,英特尔eASIC和FPGA逻辑结构集成到一个芯片封装中。利用带有可复用IP的自定义逻辑连续体,英特尔可提供从FPGA到结构化ASIC的迁移路径。一个API提供软件友好型异构编程环境,支持软件开发人员轻松发挥FPGA的优势实现加速。

    最近几年对于半导体制程的讨论,说的最多的一句话就是“摩尔定律已死”。业界不少大佬都有这样的言论,其出发点无非想表达的是制程的进一步微缩已经变得越发艰难。从技术角度来讲,随着制程工艺提升,以纳米为长度单位的晶体管之间由于距离太短、绝缘层太薄,漏电的情况同样也就随之而来了,这反而增加了芯片的功耗。显然,制程最大的挑战是芯片的物理极限。

    高手过招——制程和封装

    英特尔竞争对手显然喜欢将摩尔定律“说死”,毕竟该定律出自英特尔联合创始人之一的戈登·摩尔。但是事实并非如此,正如英特尔中国研究院院长宋继强在此前4月初的媒体纷享会上所说:“创新的趋势中不变的是摩尔定律,虽然其扩展速度正在放缓,但摩尔定律的经济效益将继续存在”。

    由此可以看出,英特尔并没有放弃制程推进,而是不断推动制程发展。其次,英特尔追求摩尔定律经济效益有更加丰富的方法。正如英特尔官方所说:“领先的制程技术,是构建领先产品的关键基础。英特尔继续引领先进制程,并在业界首创Foveros 3D封装技术,在三维空间提高晶体管密度和多功能集成,为计算力带来指数级提升。”

    摩尔定律源自英特尔,将其一直发扬至今。当外界只会关注制程微缩的数字变化,却忽略英特尔的综合实力。不难看出,如今制程节点发展速度出现减缓态势,但我们不要忘了摩尔定律的本质,其不仅仅涉及了晶体管,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。单说英特尔六大技术支柱任何一项,都是业内非常能打的状态,英特尔将其进行多维度的创新整合,像是一位武林高手拥有一套羡煞世人的招数,这是非常难能可贵的。

    金庸迷们想必对“令狐冲思过崖对阵田伯光”的桥段印象深刻,前几次交手,不管令狐冲如何学习新招数,总是无法破解田伯光的快刀。在风清扬几句点拨之后——“招式之间不要拘泥,要学会变通”,“谁说只有剑是剑,手也可以”。直接大败田伯光。令狐冲怎么也没有想到,之前所练的华山剑法是如此拘泥,稍加颠覆,便有奇效。

    处理器级的技术上面都有详细说明。在处理器与设备之间,英特尔具有代表性的是Thunderbolt 3/USB4、CXL技术。

    在上个月的一场媒体见面会上,英特尔宣布将释出 Intel Thunderbolt协定规格予USB 推广组织(USB Promoter Group),让其他芯片制造商能够生产与 Thunderbolt 技术相容的芯片,且无需支付权利金。其中新一代USB 规格USB4 是建基于英特尔的Thunderbolt 3协定,提供40Gbps 传输速度,是USB 3.2 Gen 2×2 的一倍。此外,另一项CXL技术为处理器与处理器之间的超高速互联新标准,目前构想是用于数据中心,业界有推断表示未来有机会应用到Intel Xe架构独立显示卡,使多张显示卡(Multi-GPU)可真正共用到存储器资源,也可能会发展出比NVIDIA SLI或AMD CrossFire更先进的Multi-GPU互联技术,CPU与GPU的互联甚或媲美NVIDIA NVLink。

    台积电所亮出是WLSI(Wafer-Level-System-Integration)技术平台,应对异构集成趋势。该平台包括CoWoS封装、InFO封装等晶圆级封装技术。2018年中期台积电又推出了接近 3D封装层次的多芯片堆叠技术 SoIC,主要是针对 10nm 以下的工艺技术进行晶圆级接合。三星方面,在2018年举行的三星晶圆代工论坛上,三星公布了在封测领域的路线图。三星目前已经可以提供2.5D封装层次的I-Cube技术,同时计划2019年推出3D SiP系统级封装。

    当年,乔峰在聚贤庄力战群雄时,众江湖豪杰见识了降龙十八掌的厉害。经思过崖上风清扬传授,令狐冲无内力濒死状态下甚至可以瞬瞎十五名黑衣高手,凭借的是独孤九剑这种上乘功夫。从这些招数的名称可知,这一门功夫下有许多招数,且互相勾连,互相融合。

    从微米到英里,像一种非常科幻的说法,类似漫威英雄“蚁人”的大小变换。英特尔的官方介绍中将这种“变换”模式分成了四挡。即:处理器级,处理器与设备之间,数据中心内,世界范围内。

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