上周五,英特爾正式宣布了新一代移動晶元,從此,i3、i5、i7將從筆記本上抹去並取而代之Ultra系列
Ultra5系列、Ultra7系列、Ultra9系列將是Intel處理器優劣的區別新參考資料
這聽起來是不是很神奇?而根據英特爾的官方宣告,這是他們40年來最大的變化。
但經過實際測試,你會發現,在CPU能力方面,這一代Ultra確實不......超
在Ultra晶元上,英特爾第一次拆解了不同的功能模組,然後按照不同的工藝製作出來,最後把模組拼圖一樣拼在一起。
這次拆解的功能模組有4種計算模組、SOC模組、圖形模組、IO模組
其中,計算模組和圖形模組比較通俗易懂,即以往移動處理器中的CPU和GPU,“SoC模組的組成非常複雜”,有2個功耗非常低的超小核負責AI計算的NPU和記憶體控制器。
IO模組負責處理器的所有外部通訊,如USB、WiFi、藍芽、網路、PCI-E等。
四個模組的功能不同,使用的工藝也存在差異。 計算模組 (CPU) 使用 Intel 最新的7nm節點(官方稱為Intel 4),映象模組(GPU)採用台積電的5nm節點,SOC和IO為台積電的6nm工藝。
在撰寫本文時,國內發布會還在進行中,我乾脆翻閱了一下英特爾的國外宣傳資料,發現在CPU部分,最新的Ultra7旗艦機型Ultra 7 165H在單核效能上都無法擊敗上一代低壓版的i7,在多核方面,也只有8%多。 與老對手AMD相比,領先優勢並不多。
這是怎麼回事?工藝來自10nm(正式名稱為 Intel7)。7nm,效能幾乎沒有增長,牙膏廠又擠牙膏了
不一定,如果你仔細觀察了這幾年的晶元行業,你會發現,從AMD、英特爾到蘋果和高通這些巨頭發布的新晶元都沒有像往年那樣改進。
以蘋果為例,無論是手機使用的A系列處理器,還是筆記本使用的M處理器,在更新的時候,往往會和上一代進行比較。 例如,蘋果最近發布的M3 Pro,在新聞發布會上cpu在比較部分,只出現了上一代的產品m1 pro
再來看另一組資料,依舊是蘋果,不過這次重點放在了自己手機使用的A系列處理器上,從A6到A9,每一代都在過程中有所改進,但是從A10開始,這個過程就不再是每年都在進步了,但是每兩年一次
這些都說明在cpu人類已經接近極限。 僅通過工藝增加電晶體數量的時代已經過去。
這有幾個原因:二
首先,隨著我們越來越接近1nm限制目前的晶元技術儲備已經觸底反彈,要製造出更小的電晶體,需要在許多學科上取得突破。
在實際生產中,越來越多的晶元採用先進的工藝生產難。以蘋果使用的台積電3nm工藝為例,需要多次打磨並不斷優化,才能實現良率最高的N3X節點。 按照N3B、N3E、N3P、N3X的路線來看,蘋果使用的N3E遠非3nm的最佳效能。
其次,先進工藝還體現在費用前面提到的M3系列晶元,在流片試產期間,蘋果向台積電支付了費用10億美元!當然,你可能會認為這筆錢是對的三萬億這對蘋果來說不算什麼,但別忘了,所有的錢最終都會轉嫁出去消費者在頭上。
蘋果也可以直接給台積電一萬億,直接採用良率更低的2nm甚至1nm工藝技術來提公升CPU效能,但到時候可能需要筆記本十萬完成。 畢竟布魯斯·韋恩仍然是少數。
所以在CPU方面,未來應該更難看到以前的那種情況,每年都在改善。
難道就沒有可以拯救晶元行業的“超級英雄”嗎?
答案是肯定的chiplet
Chiplet的解釋很簡單,就是通過某種技術將許多小晶元連線在一起,形成乙個大晶元。
這一次的英特爾超系列就是這項技術的產物。 雖然CPU部分不高,但它取出了自家獨立顯示卡的核心,做成了乙個小晶元,放在了這一代Ultra中。
因此,Ultra 的 GPU 容量提公升了 2 倍,基本等於目前最強的核心顯示卡——AMD 的 780M。 有了小晶元的想法,英特爾也做了一些有趣的事情,比如在SoC模組中塞進了兩個低功耗的模組“超小原子核”。在處理簡單瀏覽網頁的低功耗任務時,只會調動這兩個超小核心,而不是CPU模組這提高了整體電池壽命
就在上前發聲之前,我看了一下相關的評測,Ultra的CPU效能可能沒有提公升,但是續航確實有所提公升。
在經濟性方面,小晶元也表現非常出色。
首先,開發人員不需要花費大量精力將所有東西都設計在乙個晶元上,這大大降低了研發的難度和週期。 例如,為了跟上AI時代,SoC模組中增加了Ultra大量 NPU
其次,使用不同的工藝可以節省成本,如前所述,這次Ultra的CPU模組使用的是自己最新的技術,其餘的則使用台積電的5nm 和 6nm工藝。
當然,小晶元也有助於提高晶元的算力,比如蘋果的M2 M1 Ultra系列晶元,將兩顆M1 2 Max晶元組合在一起,實現了算力的提公升。
此前被列入實體清單的中國BR100算力卡,也通過兩顆晶元的內部鏈結,實現了全球算力第一的壯舉。
那麼,小晶元很難實現嗎,我們會在那裡嗎在彎道上超車機會?
過去,每個人都將所有功能整合在乙個晶元上,因為資料是以這種方式傳輸的最快的。一旦晶元分離,在組裝中,如何實現它們之間的高速資料傳輸就變成了難以解決的問題
直到最近10年先進封裝技術這個問題的出現就解決了。 在晶元之間利用矽片鏈結,然後晶元通過自身小顛簸它與矽片相連,實現高速資料傳輸。
乍一看,這聽起來和大家每天把CPU主機板沒什麼區別,但實際上,除了晶元只有幾公釐之外,上面只有小凸起十幾個微公尺尺寸,還要保證成百上千的小凸起座椅不出錯,是啊非常困難
除了晶元,還應該做矽片穿孔和電線保證互聯互通,經過這一系列操作。 還需要封裝到普通的PCB板上,複雜的工藝導致了世界上只有三家公司能夠很好地完成先進封裝。
它們是台積電、英特爾和三星。 除以上 2 項外5D封裝,HBM 記憶體所使用的3D封裝技術也是這三種應用中最好的。
根據我之前查閱的研究報告,我們在包裝方面仍然處於相對落後的局面,但在先進封裝的測試階段許多國內公司在世界上都取得了一些名字。
近日,還有可喜訊息傳來,兆芯在國內發布的新一代KX-7000系列處理器採用小晶元技術,實現了CPU效能提公升2倍、GPU效能提公升4倍。 另外,根據我查閱的資訊,國內也有幾家企業掌握了很好的包裝技術,但為了避免一些不必要的麻煩,我就不說他們的名字了。
在摩爾定律放緩的今天,越來越多的晶元廠商正在轉向小晶元之路,通過HBM、Ultra等案例,小晶元確實是提高算力的更經濟的方式。
同時,製造過程的放緩也給我們帶來了迎頭趕上的機會。 雖然我們在包裝方面還有很長的路要走,但要趕上製造工藝比較容易。 只要大家心態平平,正視差距,努力追趕,很快就會有很多關於小晶元和封裝的好訊息。