英特尔披露下一代PC处理器将采性能及效率核心混合架构

英特尔在今天(8/20)举行架构日,对外披露未来在PC、数据中心、HPC的全新架构,其中的PC处理器,今年将会采用性能与效率两种x86核心的混合架构设计,而数据中心端,Xeon与HPC也将采用新架构,结合英特尔自家与台积电的制程技术,提升扩展性及资料吞吐能力。

英特尔在架构日的一开始,首先介绍了准备从今年开始,在PC处理器上采用新的混合式架构Alder Lake,为英特尔首款混合式架构,最大特色在于结合两款x86核心,分别称为效率核心(Efficient Core,先前代号Gracemont)、性能核心(Performance Core,先前代号Golden Cove)。

其中,效率核心追求在低功耗下有效率的执行工作负载,以满足低功耗的移动应用到多核心微服务需求,相较于目前的Skylake微架构,效率核心在相同功耗下,可提高4成的性能,而在多核心处理之下,4个效率核心比4个线程的Skylake双核心,高出8成的性能并降低功耗,或是在相同性能下,降低8成的功耗。

每核心1线程的x86效率核心:

而性能核心号称是英特尔打造的最高性能CPU核心,提升平行作业处理,降低延迟提升性能,以支持大量资料、程序代码的应用。英特尔解释,性能核心的原则是在低延迟下的最好单线程,最短时间做大量资料的处理, , ,根据该公司的说明,性能核心和第11代Core相比,性能核心在相同频率下,一般工作负载的性能平均能提升19%。

以低延迟、大量资料及程序代码处理为主的x86性能核心:

搭配效率与性能核心,Alder Lake还采用了Intel Thread Director调度器,Thread Director可根据核心的低端遥测信息、指令混合比例,将需要较高性能的线程交由性能核心处理,或是将需要能源效率的线程移至效率核心执行。英特尔表示,该公司与微软合作,以协助操作系统作出更好的调度决策,微软将推出的Windows 11已针对Intel Thread Director优化性能。

Alder Lake将采用Intel 7制程技术,最高到16个核心(8个性能核心与8个效率核心),支持到24个执行者,并且支持新的I/O,包括DDR5-4800内存、PCIe Gen 5、Thunderbolt 4、Wi-Fi 6E等,功耗设计从9瓦到125瓦,将涵盖桌面、笔记本到以省电续航力为特色的Ultra Mobile笔记本等PC用户市场。

GPU部分,英特尔日前发布高性能GPU品牌Arc,将采用代号Alcemist的Xe-HPG微架构,将采用台积电6纳米制程,锁定性能级游戏玩家及内容创作者,预计明年第一季就会有产品问世。Xe-HPG微架构最多支持8个Render Slice及针对DirectX12的固定单元,并内置具有16个矢量及距阵引擎的Xe-core。

数据中心端运算也将采用新架构

至于数据中心端,英特尔也披露了代号为Sapphire Rapids的下一代Xeon可扩展处理器,英特尔表示,新的Xeon处理器可针对数据中心大量且多样化的工作负载优化,在云计算、AI与微服务提升性能。Sapphire Rapids将采Intel 7制程技术,并使用新的性能核心微架构,为针对速度、低延迟,同时兼顾单线程应用程序性能所设计。

Sapphire Rapids在架构上采用可模块化的单元设计,搭配EMIB嵌入式多芯片互联技术,提供更高的扩展性。此外,还内置加速引擎,其中针对AI方面的深度学习及训练需求,内置Intel AMX(Advanced Matrix Extensions),以专用硬件与指令集,加速距阵乘法的运算,与英特尔原有的指令集相比,AI运算速度提升超过7倍。

在内存方面,Sapphire Rapids也支持DDR5,以及PCIe 5、HBM等技术。

为了释放数据中心CPU资源,英特尔从过去发展FPGA SmartNIC的经验为基础,披露该公司首款ASIC IPU,称为Mount Evans,提供高性能网络、存储卸载功能,降低CPU工作负载。支持NVMe硬件加速、Intel QuickAssist加密及压缩技术。

另外,HPC高性能计算架构也有革新,Ponte Vecchio采用Xe HPC的高性能计算架构,将在2022年推出,内部采用多种不同功能的芯片块组成,搭配高速芯片互联技术。Ponte Vecchio结合多个制程技术,突显英特尔日前发布IDM 2.0策略,内部采用Xe-core的运算芯片堆使用台积电N5制程,基底芯片块使用英特尔自家Intel 7制程,Xe Link高速连接芯片块则使用台积电N7,搭配英特尔Foveros 3D封装技术,英特尔宣称为该公司打造最复杂的SoC。

英特尔以初期芯片测试AI表现,ResNet推论性能可达每秒超过4万3千张照片,ResNet训练可达每秒超过3千4百张照片。

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