全方位的提升 英特尔10nm制程工艺与第十代酷睿处理器即将落地

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在中国概念中,数字“10”象征着完美,完美是对人或事物的最高评价。

10,对英特尔同样重要。 10nm与英特尔在半导体芯片行业的未来息息相关。第十代核心也与英特尔是否能够面对来自竞争对手和公众舆论的压力有关。与10nm和10代Core相连,可以完美吗?

接下来,让我们通过分析英特尔10nm IceLake第10代核心处理器的技术细节来找到答案。

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英特尔核心架构评估

在10nm工艺之前,英特尔严格遵循摩尔定律和Tick-Tock战略,通过工艺技术和架构技术迭代稳步推进PC半导体工艺技术和性能的发展。 2年内为65nm至45nm,3年内为45nm至32nm,2年内为32nm至22nm,2年内为22nm至14nm,但在14nm至10nm工艺中,英特尔经历了较长时间的 4年。

随着工艺技术的不断发展,相关技术迭代的速度逐渐放缓。光刻技术,晶体管技术,新材料等领域的研发速度已经放缓。此外,英特尔非常重视10nm工艺。它希望通过10nm技术积累来积累10nm到7nm的工艺演变,因此需要很长时间。

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10nm IceLake Wafer

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然而,时间是历史背后的驱动力,英特尔的10nm工艺技术和英特尔的第10代核心处理器将与我们见面!

首先,10nm IceLake流程架构特征分析

首先,英特尔10nm流程代码的代号为IceLake,但架构名称不再用IceLake统一命名,其架构名称为Sunny Cove。

其次,在英特尔10nm IceLake处理器正式登陆后,不出意外,第一批将是所有移动级处理器,即U系列或Y系列处理器,暂时没有台式机处理器,其中意味着英特尔第九代没有代表Core的U/Y系列低电压处理器,而新的台式机处理器很可能是14nm工艺。以前的曝光代码是Comet Lake。

接下来,我们来看看10nm工艺架构的详细功能:

首先看一下IceLake平台。新的10nm IceLake平台在性能方面利用了AI功能,支持DL Boost,并支持动态调整机器学习。它动态分配GPU和CPU负载和功耗,虽然不是新的10nm平台技术,但适用于IceLake处理器。表现显然很有帮助。

此外,10nm IceLake平台完全支持Thunderbolt 3接口,Wi-Fi 6无线通信模块,4K 60FPS HDR视频播放,更快,更高质量的HEVC编码,并支持1080分辨率和新的GEN 11核心显示器。游戏顺利运行。

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IceLake平台功能

在新功能方面,10nm IceLake平台具有以下特点:

首先,新的Sunny Cove微架构;

提示:以下是对Sunny Cove微体系结构技术特征的分析

Sunny Cove微体系结构专注于优化和改进ST单核性能,新ISA和并行性,Sunny

首先,增强型微架构可以并行执行更多操作。

其次,一种减少延迟的新算法。

第三,增加关键缓冲区和缓存的大小,以优化以数据为中心的工作负载。

第四,特定用例和算法的架构扩展。例如,增强加密性能的新指令,例如矢量AES和SHA-NI,以及其他关键用例,例如压缩/解压缩。

对于处理器,IPC强度与CPU性能直接相关。英特尔在Sunny Cove微体系结构IPC性能增强方面给出了三个词:更深,更广,更智能。

在更深层次上,Sunny Cove微架构显示L1容量增加,从32KB增加到48KB,L2缓存,uop和TLB缓存更大;

更广泛的主要体现在执行流程中。 Sunny Cove微架构分配单元从4增加到5,执行接口从8增加到10.Lin Store带宽增加了一倍。

如果你想让你的应用程序越来越宽,你需要一个更好的算法。 Sunny Cove的smarte专为此目的而设计。英特尔研究院院长宋继强在回答这个问题时主要提到了两个方面。一种是提高分支预测的准确性,另一种是减少延迟。此外,英特尔还为Sunny Cove微架构配置了加密和解密指令集,并对AI,存储,网络和矢量进行了全面改进。因此,对于PC用户,无论是消费者还是服务器用户,Sunny Cove微体系结构都会带来比10nm工艺节点数据更多的变化。

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Sunny Cove微体系结构图

第二,高带宽,低延迟特性;

第三,新的内存控制器支持LP4/x-3733和DDR4-3200高速内存;

第四,GEN 11核心显卡具有更高的性能和最高的64EU和1TFLOP计算能力;

五,支持10bit 4K 60FPS,10bit 8K 30FPS视频编码;

六,支持5K 60FPS或4K 120FPS,DP 1.4和BT.2020色域

七,高达1600万像素的图像处理器。

从新功能来看,10nm IceLake平台的主要升级点,除了新架构外,最重要的是提高图形和显示部件的性能。

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10nm工艺技术的新特性和芯片架构

10nm IceLake将PCH封装在单个芯片上,而PCH芯片则采用14nm工艺制造。集成的Wi-Fi 6 GIG +和新的电源管理,集成的802.11ax,以及更好的CPU和PCH功耗和功耗控制。

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PCH采用14nm工艺制造

此外,Audio DSP是Intel第8代Core的一项功能,其主要作用是支持低功耗语音唤醒。与第8代酷睿相比,英特尔进一步优化了第10代酷睿双核音频DSP,以实现更高的功耗。 I/O接口也没有新的变化。

二,10代酷睿处理器封装规格和基本参数

在了解了流程架构之后,让我们来看看英特尔的第10代核心规范。

首先看一下处理器包的规格。英特尔的第10代Core采用不同规格的9W和15W功率处理器。 9W处理器芯片尺寸为26.5×18.5×1.0mm,引脚间距为0.43mm; 15W芯片尺寸为50×25×1.3mm,引脚间距为0.65mm。两种都有BGA封装,插槽尺寸为1526和1377.

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处理器封装规格

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两种尺寸的10代核心芯片

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英特尔的第10代酷睿产品有三种型号的Core i3,Core i5和Core i7,没有Core i9。 TDP主要是9W,15W,28W,4核8线程,缓存8MB,最高频率4.1GHz。

其中,英特尔酷睿i3全部和酷睿i5大部分处理器显卡均采用UHD核显示屏,酷睿i5极少数型号和酷睿i7支持英特尔Iris Plus核心显示屏,并且核心显示屏高达64EU锐利。

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英特尔10代核心核心参数

提示:基本参数分析

从基本参数来看,与第8代酷睿相比,英特尔第10代核心的核心数量没有变化,而且TDP基本相同。 9W主要放在Y系列上,与第8代Core Amber Lake Y系列7W TDP相比略有改进; 15W主要放在U系列处理器上,与第8代Core保持不变。

然而,细心的朋友可能已经发现英特尔的第10代核心频率已经下降,Max Turbo高达4.1GHz,这可能导致英特尔的第10代核心与第8代核心相比在运行点上有所提升。

另外,频率降低的原因是TDP的一部分被分配给GEN 11核心显示器。为了平衡功耗,降低频率是必须做出的妥协。

三,GEN 11核显示器规格分析

GEN 11核心是英特尔第10代核心的重要新元素。在CES年初,英特尔公布了GEN 11核心显示器的基本信息。在架构层面,英特尔GEN 11内核最多可集成64个执行单元(EU),而第9代内核仅有24个内核。它们分为四个切片,每个切片有两个媒体采样器,一个PixelFE,加载/存储单元,每个块细分为两个子切片,每个子切片都有自己的指令高速缓存,3D采样器。

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GEN 11核心渲染架构渲染

英特尔重新设计了欧盟的FPU浮点单元,但FP16单精度浮点性能没有改变,而每个EU继续支持7个线程,总共512个并发流水线,同时重新设计内存接口,第三个-level cache增加到3MB。

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Iris Plus最高可达64欧盟

此外,GEN 11内核支持自适应同步技术,该技术比NVIDIA G-Sync便宜。

与GEN 11一起,还有一个新的图形控制界面。除了显卡的各种调试功能外,该界面还支持40多个游戏的存储和快速启动。与此同时,我认为新的图形界面也在为单独的英特尔Xe做准备。

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新的图形控制面板

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指挥中心详细信息

提示:有关GEN 11核心的更多信息

事实上,除了最大的64EU规格外,还有32EU规格,主要是Core i3和低端Core i5处理器。

Iris Plus也是第10代Core的一大亮点,64EU主要放在Core i7处理器上。此外,高端Core i5处理器和Core i7处理器也将配备Iris。

此外,显卡频率已提升至1.1GHz

四,10nm IceLake创新生态解读

与之前的新处理器平台不同,英特尔10nm IceLake强调整个创新生态系统。因此,除了10nm IceLake处理器和GEN 11核心显示器外,还应与处理器一起查看Wi-Fi 6 GIG +,Optane H10混合SSD,Thunderbolt 3扩展以及AI级别性能和功耗协助。这是一个完整的10nm IceLake。

首先,Thunderbolt 3.

3月初,英特尔宣布向USB Promoter Group开放Thunderbolt协议规范。从现在开始,无论是PC设备,平板设备还是任何形式的外部扩展设备,符合Thunderbolt标准的芯片都可以免版税的形式构建。与此同时,USB Promoter Group宣布将发布基于Thunderbolt协议的USB 4规范。

这意味着在标准协议框架下,USB 4物理连接器将与Thunderbolt 3和TYPE-C相同,带宽将增加到40 Gbps,这与Thunderbolt 3接口,即USB一致4规格将兼容。霹雳3。

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Thunderbolt 3界面功能强大

Thunderbolt 3是目前最强大的物理接口,双向带宽为40Gbps,是最快的USB TYPE-C 3.1 Gen 2接口的四倍。 Thunderbolt 3接口支持4K 60fps视频传输,支持100W PD协议电源。支持外部桌面图形,因此可以说是最强大的界面扩展标准。

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现有的闪电平台架构

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新的闪电平台架构优化了CPU和PCH路径,提高了效率

在10nm IceLake平台上,英特尔为Thunderbolt 3架构进行了新的优化。比较上面的两个架构图,您可以清楚地看到先前和当前闪电平台架构之间的差异。主要是优化CPU的结构,PCH到物理层的接口,使数据传输更高效,延迟更低。

与此同时,英特尔直接在10nm IceLake平台上植入ThunderBolt 3,包括入门级Core i3平台。

Wi-Fi 6 GIG +也是英特尔10nm IceLake的重要组成部分。

目前,Wi-Fi 5是802.11AC标准,QAM高达256,Wi-Fi 6是802.11AX,QAM高达1024.响应速度更快,稳定性更高,速度更快。将延迟降低75%,将覆盖范围提高4倍,并支持更多设备的稳定连接。

在性能方面,160MHz带宽的Wi-Fi 6 GIG +可以实现高达1.68G的传输速度,这比80MHz带宽标准的2×2 Wi-Fi 6快3倍。同时,与80MHz带宽的标准2×2 AC相比,速度提高了40%。

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标准2×2 AC与AX速率

英特尔Wi-Fi 6无线网卡有两种尺寸,采用全新设计,如下所示:

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两种尺寸的Wi-Fi 6模块

左边是基于14nm工艺的2230规格无线网卡,右边是基于28nm工艺的1216规格网卡。

总的来说,英特尔Wi-Fi 6有两个明显的优势:

首先,支持多设备连接,更稳定;

其次,对延迟有更好的管理和控制。

今年年初,英特尔宣布推出全新的Proud H10混合动力SSD。与之前的Optane Memory相比,Proud H10 Hybrid SSD主要与Optane Memory和Intel QLC SSD集成。因此,Optane Memory的非易失性存储特性具有低延迟,快速响应和一致性能的特点。它结合了Intel QLC 3D NAND技术的高单元密度和低成本。

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奥腾混合动力SSD功能

作为10nm IceLake生态系统的重要组成部分,英特尔Proton H10 Hybrid SSD可将文档打开速度提高2倍;在多任务处理中,游戏启动速度提高了60%;并且媒体文件的打开速度提高了90%。与普通NAND SSD相比,AoTeng混合SSD具有更快的速度和更好的性能。与独立的TLC 3D NAND SSD系统相比,英特尔ProtonHybrid SSD不仅可以更快地访问常用的应用程序和文件,还可以加快后台活动的响应速度。

Proud H10 Hybrid SSD有三种规格:16GB(Intel Proton Memory)+ 256GB(存储),32GB(Intel Proton Memory)+ 512GB(存储),32GB(Intel Proton Memory)+ 1TB存储。

5,10nm IceLake性能标准

目前,英特尔10nm IceLake仅处于发布状态,该产品尚未正式登陆,但10nm整体流程的速度应该加快。所以在性能水平上,我们只能看到英特尔的官方数据。

在发布10nm IceLake处理器和GEN 11核心时,英特尔特别强调了1080P游戏的平稳运行。从下图中可以看出,采用Intel Iris Plus的第10代Core处理器可以在相应的图像质量模式下运行一些常见的电子竞技游戏,例如CS: GO,Rainbow Six,Tank World,Fortress。晚上等,相比目前的第8代Core Duo UHD 620核心显示器,显卡性能还是比较大的。

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1080P电子竞技游戏运行框架

在处理器性能方面,英特尔目前仅提供15W的单线程性能。从下图可以看出,第10代Core的性能接近1.5倍,约为1.48倍。如果使用相邻的代数性能改进因子作为参考,则性能改进不是很大。

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15W单线程性能

IPC是处理器性能的重要指标。 Sunny Cove微体系结构为第10代Core带来了18%的IPC性能提升,比SkyLake微体系结构提升了1.4倍。此外,应该注意的是,英特尔的IPC增加了18%是通过5个基准测试的结果,18%是平均水平线。

此外,结合单线程1.48倍性能和之前的频率,可以看出英特尔的第10代Core具有一定的性能,以确保GEN 11核心的性能。平衡。

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IPC增加了18%

此外,在引入AI加速后,第10代Core可以更好地控制能耗和功耗,智能选择最佳核心来完成高负荷任务,并带来处理器核心效率(注意核心效率)。小提升。

英特尔AI加速有三个级别:首先,CPU通过深度学习减少延迟;第二,它还可以使用GPU进行智能应用加速;第三,它有更好的表现。

提示:英特尔AI加速指令

英特尔AI加速主要通过AI技术进行,该技术可分析和确定哪些核心处于最佳状态。在高负载任务中,这些内核优先承受负载。

在过去,英特尔的加速功能是随机选择核心来承担负载。这些核心可能不处于最佳状态,因此可能导致效率滞后。

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DL Boost AI加速

结论,

英特尔的10nm工艺技术可谓是“期待已久的开始”,而英特尔的第10代核心是第一代10nm工艺登陆产品,因此其重要性不言而喻。无论是专注于该领域的普通消费者,行业的合作伙伴还是竞争对手都在盯着英特尔的第10代Core,最终的性能是什么,还是需要在产品上市后进行测试。

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英特尔第10代核心

然而,英特尔通过10代Core,即生态,平台级创新或将引领PC行业的未来,为业界带来了新的信号。

凭借10代核心处理器,英特尔还将推出新的无线网络技术,新的存储技术,新的人工智能技术,更强大的图形技术以及将在第10代核心平台上构建的最先进的接口技术。 PC产品带来了全方位的体验,而不仅仅是处理器的一部分竞争。

事实上,对于拥有大比例的普通消费者来说,处理器的计算能力足以满足90%以上的应用需求。相反,存储瓶颈,接口瓶颈和网络瓶颈正在影响我们的体验并限制效率。 Wi-Fi 6,Thunderbolt 3和Optane H10是正式解决这些瓶颈的关键。全方位的改进可以为我们带来更好,更全面的设备。这是英特尔10nm和第10代酷睿的价值。