# 英特尔推出 2019 年的新架构：10nm 制程工艺的「Sunny Cove」

- 作者：林树洽
- 发布时间：2018-12-14 00:58
- 分类：产品
- 原文：https://www.ifanr.com/1146383

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在北京时间 12 月 12 日晚间，英特尔在美国圣克拉拉一场名为「架构日」活动上，正式公布了消费级处理器架构路线图、下一代核芯显卡以及以全新逻辑芯片 3D 封装为代表的一系列技术。

其中，英特尔基于其 10nm 制程工艺所推出的全新微架构 Sunny Cove 成为了众人瞩目的焦点，它将适用在英特尔酷睿系列和至强系列等产品上，有望在 2019 年出货。

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▲ 图片来自：[Kotaku Australia](https://www.kotaku.com.au/2016/01/bug-affecting-intel-skylake-processors-can-freeze-computers-running-complex-workloads/)



实际上，由于 10nm 制程工艺的延迟，近年来英特尔酷睿系列和至强系列的主流处理器大多都基于 Sky Lake 架构，无论是后续的 Kaby Lake、Coffee Lake，还是 Whiskey Lake，在这些处理器架构的演变期间，本质上它们的核心架构没有发生变化。

这意味尽管这些处理器的频率和核心数量不同，但它们之间的性能提升有限（每时钟指令 IPC 基本相同）。

### 比起前几代架构，Sunny Cove 提升明显

相比之下，英特尔基于 10nm 制程工艺打造的全新微架构 Sunny Cove，会在计算性能和功耗方面取得更大的提升。

而这次微架构的更新主要体现在两部分：通用性能提升和专业用途性能提升，其中前者使得基于 Sunny Cove 架构的处理器在 IPC（每时钟指令）指标方面有一定的提升。

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按照英特尔的说法，通用性能提升总结起来是「更深入、更宽广、更智能」，通过增加缓存大小来提升每时钟更多的并行执行能力，实现「更深入」；增大新内核的执行宽度提升每时钟执行指令，实现「更宽广」；最后优化数据传输实现「更智能」。

至于专业用途性能提升，英特尔则通过添加新的专用指令等方式来提升 Sunny Cove 在人工智能、机器学习以及加密等特殊用途方面的性能。

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根据英特尔公布的信息，Sunny Cove 的主要功能特性包括：

- 增强的微架构，可并行执行更多操作。
- 可降低延迟的新算法。
- 增加关键缓冲区和缓存的大小，可优化以数据为中心的工作负载。
- 针对特定用例和算法的架构扩展。例如，提升加密性能的新指令，如矢量 AES 和 SHA-NI，以及压缩/解压缩等其它关键用例。

尽管目前关于 Sunny Cove 的详细信息并不全面，但从其在延迟、吞吐量、并行计算能力等方面的改进来看，它有望提升消费端在娱乐、工作方面的应用体验。

此外，英特尔也公布了消费级处理器架构演变路线图，包括酷睿系列和 Atom 系列。

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在酷睿系列产品上，除了计划在 2019 年出货的 Sunny Cove，未来几年将会有应用 Willow Cove 和 Golden Cove 新架构的产品推出，而 Atom 系列则会有 Tremont、Gracemont 以及 Next mont 等新架构，但具体涉及到的制程工艺尚不清楚。

### 下一代核芯显卡，运算能力超过 1 Teraflop

为了配合新的 CPU 架构，英特尔在此次活动中还推出了名为 Gen11 的新一代核芯显卡。

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根据官方的路线图，新的 Gen11 核芯显卡将与英特尔 10nm 处理器在 2019 年一同亮相，这款核芯显卡具备 64 个增强型执行单元（EU），是目前 Gen9 核芯显卡（24 个 EU）的两倍之多。

这是英特尔首款运算能力超过 1 Teraflop（每秒万亿次浮点运算）的集成显卡，作为参考，AMD Ryzen 7 2700U 处理器集成的 Vega 10 显卡的运算能力为 1.7 Teraflops，英伟达 GTX 1080 独立显卡的运算能力为 9 Teraflops。

对此，英特尔表示：

> 与英特尔 Gen9 核芯显卡相比，新的集成显卡架构有望将每时钟计算性能提高一倍，并且凭借高于 1 Teraflop 的运算性能，它在游戏方面的表现会更好。

在游戏方面，Gen11 核芯显卡配备了英特尔®自适应同步技术，它将为游戏提供流畅的帧速率。此外，英特尔还采用了更优的媒体编码器和解码器，允许用户在有限的功耗配额下，实现 4K 视频流和进行 8K 内容创作。

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据了解，新的核芯显卡将于 10nm 处理器一并在 2019 年交付。

现场，英特尔公司处理器核心与视觉计算高级副总裁 Raja Koduri 还透露了英特尔 2020 年打算推出独立显卡的计划。

### 逻辑芯片 3D 封装技术：Foveros

在「架构日」活动当天，英特尔还展示了一种名为「Foveros」的芯片 3D 封装技术。

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实际上，3D 封装技术并不新奇—它已经被应用在内存产品上，但英特尔声称其是处理器领域首个推出 3D 堆叠封装技术的厂商，利用它可以在逻辑芯片上继续堆叠芯片。

外媒 [Gizmodo](https://gizmodo.com/intel-just-gave-us-a-glimpse-of-the-near-future-of-cpus-1831025375) 打了个通俗易懂的比喻，如果说把普通的单芯片封装比作一间单层住宅，那么 3D 封装技术就好比多楼层的住宅。

> 该技术提供了极大的灵活性，因为设计人员可在新的产品形态中「混搭」不同的技术专利模块与各种存储芯片和 I/O 配置。并使得产品能够分解成更小的「芯片组合」，其中 I/O、SRAM 和电源传输电路可以集成在基础晶片中，而高性能逻辑「芯片组合」则堆叠在顶部。

英特尔表示，Foveros 封装技术为整合高性能、高密度和低功耗硅工艺技术的器件和系统铺平了道路，有助于针对如游戏、人工智能等不同用途的芯片提供灵活的定制方案。

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英特尔预计，将在 2019 年下半年开始推出一些采用 Foveros 3D 封装技术的产品。

除此之外，英特尔还介绍了其傲腾技术和相关产品的最新情况，以及新推出的用于简化跨 CPU、GPU、FPGA、人工智能和其它加速器的各种计算引擎的开发工具 One API，和帮助开发人员快速进行原型开发的深度学习参考堆栈（Deep Learning Reference Stack）。

在英特尔看来，如今数据产生的速度逐渐超出了人们分析、理解和帮助保护这些数据的能力，随着 AI、5G 以及智能家居等相关领域的快速发展，计算架构也因此受到影响，快速演进并呈指数级扩展，与此同时，潜在市场的规模也在逐步扩大，根据英特尔的判断，到 2022 年，潜在市场的规模将超过 3000 亿美元，这促使英特尔开始在设计与工程模式方面进行战略性转变。

从更优的制程工艺和封装技术、可加速人工智能和图形等专业应用的新架构、超高速的内存，到超微互联、嵌入式安全功能以及为开发者统一和简化的通用编程软件，英特尔决心扎根这 6 大战略支柱，并进一步为更多元的计算时代做准备。

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▲ 图片来自：[Macitynet](https://www.macitynet.it/intel-sunny-cove/)



对于未来的 5 年，英特尔有这样一个工程愿景：

> 那就是在 10 毫秒内，向世界上每个人提供每秒万万亿次浮点运算（10000 Teraflops）的计算能力和 10PB 数据。

但目前这一进展如何？其实我们透过离我们最近的 Sunny Cove 仍无法「窥视」出结论，只希望，这一天不会跳票……

题图自：[Leak](https://www.leak.pt/intel-sunny-cove-acabar-com-amd/)，其余图片来自：[intel](http://intel.com)