英特爾針對7納米工藝節(jié)點做出哪些關(guān)鍵改進(jìn)？

據(jù)稱，該GPU計劃是迄今為止最大，設(shè)計最多的芯片：將具有1000個執(zhí)行單元（EU），內(nèi)核數(shù)量超過8000個，采用了7種關(guān)鍵技術(shù)，包含47個Tile，是有史以來尺寸最大、最復(fù)雜的GPU。

英特爾新GPU：Foveros 3D封裝不同代工廠Tile

英特爾的Ponte Vecchio GPU集成了超過1000億個晶體管，47顆XPU Tile以及各種制程節(jié)點的混搭。這款GPU采用了Xe-HPC圖形架構(gòu)，該架構(gòu)是基于英特爾7nm EUV節(jié)點的旗艦產(chǎn)品。

除此之外，該芯片還有大量基于不同工藝節(jié)點的Tile，其中一些Xe-HPC Tile由臺積電等外部晶圓代工廠生產(chǎn)。

目前，尚無法確定英特爾是否會采用臺積電的7nm或7nm+ EUV工藝節(jié)點，但是鑒于臺積電代工的Xe Link I/O Tile采用了標(biāo)準(zhǔn)的非EUV 7nm工藝，英特爾可能會繼續(xù)采用標(biāo)準(zhǔn)7nm工藝。

英特爾首席架構(gòu)師Raja Koduri曾經(jīng)說Ponte Vecchio GPU采用了7項先進(jìn)技術(shù)，技術(shù)媒體Wccftech給出了具體名單：

英特爾7nm工藝、臺積電7nm工藝、Foveros 3D封裝、EMIB（嵌入式多芯片互連橋接）技術(shù)、英特爾增強型10nm SuperFin工藝、Rambo Cache（蘭博緩存）與HBM2顯存。

Raja Koduri也在推特上公布了47顆Tile分別是什么：16顆Xe HPC（internal/external）、8顆Rambo（internal、2顆Xe Base（internal）、11顆EMIB（internal）、2顆Xe Link（external）和8顆HBM（external）。

Ponte Vecchio實際上由兩個獨立GPU芯片組成，每個GPU包含六個Xe-HPC計算單元。

一對Xe-HPC計算單元直接與蘭博緩存相連，蘭博緩存采用了英特爾增強型10nm SuperFin工藝。

每個GPU還連接了四個HBM2顯存，HBM2采用4Hi或8Hi堆疊（可以簡單理解為4層或8層）。一共八個HBM2可以提供多GB的內(nèi)存容量和帶寬負(fù)載。此外，每個GPU上還有8個Passive Die Stiffeners。

總體來說，英特爾Xe HPC這款MCM結(jié)構(gòu)GPU處理器使用了最先進(jìn)的Foveros 3D封裝技術(shù)，將多個來自不同代工廠，使用不同工藝制作的Tile集成在一個平臺上，EMIB技術(shù)則將HBM2、Xe Link I/O等Tile與GPU互連。

所有這些整合形成了Ponte Vecchio Xe-HPC GPU。

執(zhí)行單元數(shù)量將超1000，提供40倍雙精度浮點算術(shù)能力

英特爾此前曾介紹過，其Xe-HPC GPU將具有1000個執(zhí)行單元（EU）。到目前為止，Xe LP有96個EU，它們構(gòu)成了總共768個內(nèi)核。

新GPU的每個子層（subslice）有8個EU。第12代GPU中的subslice類似于英偉達(dá)SM單元或AMD的CU單元。

而在英特爾的9.5和11代GPU上，每個subslice具有8個EU，因此如果12代保持相同的層次結(jié)構(gòu)，人們將能看到大量由subslice組成的超級切片。從目前的圖片上看，英特爾第12代GPU將有8個算術(shù)邏輯單元（ALU），與11代和9.5代保持一致。

大致來說，一個GPU芯片將有1000個EU單元，8000個內(nèi)核，而實際內(nèi)核數(shù)量還要更多。而Xe HP GPU的HPC尺寸也將更大。

Wccftech列出了英特爾GPU的實際EU單元、對內(nèi)核數(shù)量的估計。功率和TFLOPS（每秒浮點運算次數(shù)）等數(shù)據(jù)：

英特爾Xe HP （12.5） 2-Tile GPU： 1024個EU單元，8192個內(nèi)核，20.48 TFLOPS，1.25 GHz，300W；

英特爾Xe HP （12.5） 4-Tile GPU： 2048個EU單元，16384個內(nèi)核，36 TFLOPS，1.1 GHz，400W-500W。

英特爾Xe類GPU具有下面幾種可變矢量寬度（vector width）：SIMT（GPU）、SIMD（CPU）、SIMT+SIMD（最高性能）。

Raja Koduri談到，英特爾的Xe HPC GPU能夠擴展到1000個EU，EU通過幾個高帶寬內(nèi)存通道與XE內(nèi)存結(jié)構(gòu)相連，并且每個EU單元都進(jìn)行了升級，可以提供40倍的雙精度浮點計算能力。

蘭博緩存則將在整個雙精度工作負(fù)載中提供可持續(xù)的FP64計算性能。

就工藝優(yōu)化而言，以下是英特爾針對7納米工藝節(jié)點的一些關(guān)鍵改進(jìn)：

1、相較10nm節(jié)點具有兩倍的密度縮放優(yōu)勢；

2、內(nèi)部的節(jié)點優(yōu)化；

3、DR（Design Rules）的4倍縮減；

4、采用了EUV光刻技術(shù)；

5、新一代Foveros和EMIB封裝。
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