英特爾酷睿Ultra有哪些黑科技 何以成為AI PC的基石？

　　作為AI PC的基石，酷睿Ultra在架構(gòu)方面的變化可以說是史詩級的，堪稱英特爾40年來之最。NPU神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理單元是英特爾面對AI浪潮所做的特殊設(shè)計，為未來10年的PC創(chuàng)新奠定了基礎(chǔ)。從Meteor Lake開始，英特爾已經(jīng)準(zhǔn)備好引領(lǐng)此次PC轉(zhuǎn)型，邁向全新的AI PC時代。

　　2023年12月15日，英特爾在北京舉辦以“AI 無處不在，創(chuàng)芯無所不及”為主題的2023英特爾新品發(fā)布會暨AI技術(shù)創(chuàng)新派對，英特爾酷睿Ultra處理器正式發(fā)布，也就是代號為Meteor Lake的全新一代產(chǎn)品。

　　首先說明一下，從Meteor Lake開始，英特爾的處理器命名規(guī)則發(fā)生了重大變化，原有酷睿品牌拆分為針對旗艦級的全新英特爾酷睿Ultra以及針對主流級產(chǎn)品的英特爾酷睿處理器品牌，這次發(fā)布的正是酷睿Ultr，a也就是正統(tǒng)的第一代酷睿Ultra。

　　本次發(fā)布的酷睿Ultra系列處理器共有8款，包括4款U系列和4款H系列，最高16核心22線程的酷睿Ultra 7 165H的最大功耗可以達(dá)到64瓦(PL1)，明年還會有最高運(yùn)行頻率高達(dá)5.1GHz的Ultra 9 185H推出，最大功耗來到115瓦。

　　作為AI PC的基石，酷睿Ultra在架構(gòu)方面的變化可以說是史詩級的，堪稱英特爾40年來之最。概括起來可以從下面三個方面講。

　　首先是制程，這是英特爾首個基于Intel 4制程工藝打造的處理器平臺，Intel 4是英特爾“四年五制程節(jié)點(diǎn)”的關(guān)鍵一環(huán)，Intel 4的量產(chǎn)標(biāo)志著順利導(dǎo)入了EUV，也就是極紫外光刻。

　　因此晶體管密度得以提升2倍，同時Intel 4優(yōu)化了CPU高性能邏輯庫，較于Intel 7制程工藝的408nm高性能庫高度，Intel 4的240nm達(dá)到了2倍的邏輯庫面積縮減。因此從工藝角度講，Intel 4相比Intel 7就實(shí)現(xiàn)了20%的能效提升。

　　第二個是創(chuàng)新的分離式模塊架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了更靈活的平臺設(shè)計。這里引入一個Tile(片)的概念，整個芯片由計算模塊(Compute Tile)、SoC模塊(SoC Tile)、圖形模塊(GPU Tile)以及IO模塊(IO Tile)組成。全新設(shè)計的SoC模塊(低功耗島，Low Power Island)是Meteor Lake里的重點(diǎn)，里面有全新的低功耗能效核心，這相當(dāng)于一個低功耗的迷你CPU，進(jìn)一步優(yōu)化節(jié)能與性能間的平衡。此外這里還集成了內(nèi)存控制器、媒體計算單元、視頻編碼器以及NPU神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)加速單元。

　　低功耗能效核的加入，加上計算單元里本來的性能核心(Redwood Cove)和能效核(Crestmont)的組合，就組成了低功耗能效核心(L-E)+能效核心(E)+性能核心(P)的全新3D高性能混合架構(gòu)，一同帶來了英特爾迄今為止優(yōu)化程度最高的計算體驗(yàn)。通過這種巧妙地組合，Meteor Lake也成了英特爾歷史上能效最高的客戶端平臺。

　　在SPECrate 2017中，與高通8cx Gen3、蘋果M3、銳龍7840U以及英特爾i7-1370P相比的話，酷睿Ultra 7 165H在28瓦的功耗下，擁有更強(qiáng)的性能表現(xiàn)。相比i7-1370P可以降低25%的功耗。

　　GPU模塊的變化也非常大，新的集成顯卡采用銳炫獨(dú)顯級的Xe LPG架構(gòu)，性能提升幅度達(dá)到上代兩倍，全面支持DX12 Ultimate功能集，包括硬件光線追蹤、XeSS超級采樣。這意味著在筆記本上，你可以使用集成顯卡去玩《CS2》《逆水寒》甚至是《賽博朋克2077游戲》，獲得60FPS以上的流暢幀率，獨(dú)顯不再是必選項(xiàng)。

　　這么多模塊，如何才能高效封裝在一起?Foveros 3D封裝技術(shù)就該出場了，以往這個封裝技術(shù)多是用在服務(wù)器端，或者是應(yīng)用于高密度計算的GPU端以及FPGA上。Meteor Lake是英特爾首次大規(guī)模采用新的Foveros先進(jìn)封裝技術(shù)用于消費(fèi)市場產(chǎn)品。

　　不同于以往的2D封裝，3D封裝你可以理解為建一棟大樓，相比基于基板的連接，具有更好的疊加性以及更高的密度，在芯片內(nèi)實(shí)現(xiàn)極低功耗和高密度的晶片連接。同時，模塊化設(shè)計可以降低單個晶片大小，相同晶圓可以獲得更多的晶片，提升每塊晶圓獲得芯片的數(shù)量，加速定制和上市。在Meteor Lake上使用3D封裝技術(shù)，標(biāo)志著英特爾開始由完整統(tǒng)一的芯片設(shè)計全面轉(zhuǎn)向模塊化設(shè)計，這將會影響到未來數(shù)代CPU的架構(gòu)設(shè)計。

　　第三個也是重頭戲，就是AI。SoC模塊里的NPU神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理單元是英特爾面對AI浪潮所做的特殊設(shè)計，為未來10年的PC創(chuàng)新奠定了基礎(chǔ)。因?yàn)槲磥淼臄?shù)字世界必將與AI深度綁定。

　　如今AI的使用場景已經(jīng)向邊緣和端側(cè)轉(zhuǎn)移，AI PC的應(yīng)用場景和需求突飛猛進(jìn)。大語言模型對話以及文生圖、圖生圖到文生視頻等AIGC場景，對PC算力的需求也在不斷增加。NPU的加入最明顯的效果就是大大加速了生成式AI的本地運(yùn)行能力，為高能效AI PC作出了進(jìn)一步創(chuàng)新。同時NPU為持續(xù)的AI負(fù)載帶來高能低耗的表現(xiàn)，這對于長時間運(yùn)行的AI加速應(yīng)用非常重要，同時可以極大降低CPU和GPU的使用，讓輕薄本能夠具有更好的電池續(xù)航。

　　除了NPU，低延遲高響應(yīng)速度的CPU和高性能和高吞吐量的GPU也負(fù)擔(dān)起了部分AI算力需求，NPU、CPU和GPU相互協(xié)作，加上NPU總算力達(dá)到了34TOPS，共同為PC上的AI應(yīng)用加速。

　　NPU還使用了兼容OpenVINO等標(biāo)準(zhǔn)化程序接口，便于AI的開發(fā)及應(yīng)用普及。英特爾已經(jīng)啟動AI加速計劃，宣布與100家ISV軟件廠商進(jìn)行合作，定制超過300個功能。例如英特爾與剪映一起優(yōu)化了用戶高頻使用的“智能摳像”功能，在酷睿Ultra平臺上處理視頻素材時可實(shí)現(xiàn)明顯降低功耗與耗時，獲得更流暢的剪輯體驗(yàn)。

　　從Meteor Lake開始，英特爾已經(jīng)準(zhǔn)備好引領(lǐng)此次PC轉(zhuǎn)型，邁向全新的AI PC時代。搭載全新酷睿Ultra移動處理器的產(chǎn)品已經(jīng)由宏碁、華碩、戴爾、惠普、聯(lián)想、微軟、機(jī)械革命等OEM合作伙伴推出上市，總數(shù)量超過230款。

　　在PC行業(yè)，多年來英特爾主導(dǎo)了多次技術(shù)革命，這次的AI PC也不例外。正如英特爾CEO帕特·基辛格先生所說，“我們認(rèn)為AI PC是未來幾年P(guān)C市場的一個關(guān)鍵轉(zhuǎn)折點(diǎn)，與迅馳和Wi-Fi的重要性相媲美。”