40年來(lái)最重大的處理器架構(gòu)變革且AI功能加持——Intel 4 Meteor Lake處理器

在近日舉辦的英特爾on技術(shù)創(chuàng)新大會(huì)上，英特爾推出了首款基于Intel 4制程工藝打造的Meteor Lake處理器平臺(tái)。得益于先進(jìn)的Foveros 3D封裝技術(shù)，Meteor Lake采用了分離式模塊架構(gòu)，將整個(gè)處理器分為計(jì)算模塊、IO模塊、SoC模塊、圖形模塊的功能分區(qū)，帶來(lái)英特爾客戶端SoC40年來(lái)的革命性架構(gòu)轉(zhuǎn)變。該處理器采用了由性能核（Redwood Cove）和能效核（Crestmont）以及低功耗能效核構(gòu)成的3D高性能混合架構(gòu)，打造PC處理器史上出色的能耗比，并首次將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理單元（NPU）集成到PC處理器中，加速人工智能的普及。

架構(gòu)升維進(jìn)化：像搭積木一樣“堆疊”的分離式模塊架構(gòu)

Meteor Lake處理器采用分離式模塊架構(gòu)，由計(jì)算模塊、SoC模塊、圖形模塊以及IO模塊這4個(gè)獨(dú)立模塊組成，并通過(guò)業(yè)界出眾的Foveros 3D封裝技術(shù)連接。其中，計(jì)算模塊首次采用了Intel 4制程工藝，使Meteor Lake處理器成為英特爾歷史上能效最高的客戶端平臺(tái)。這樣的創(chuàng)新設(shè)計(jì)，代表著英特爾40年來(lái)最重大的架構(gòu)轉(zhuǎn)變，為未來(lái)10年的PC創(chuàng)新奠定基礎(chǔ)。

分離式模塊架構(gòu)中包含的4個(gè)獨(dú)特模塊分別是：

• 計(jì)算模塊（Compute Tile）：采用了最新一代的能效核和性能核微架構(gòu)以及增強(qiáng)的功能。該模塊采用新一代的Intel 4制程工藝，在能耗比方面實(shí)現(xiàn)了重大進(jìn)步。

• SoC模塊（SoC Tile）：創(chuàng)新的低功耗島設(shè)計(jì)，集成了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理單元（NPU），為PC帶來(lái)了高能效的AI功能表現(xiàn)，并兼容OpenVINO等標(biāo)準(zhǔn)化程序接口，便于AI的開(kāi)發(fā)及應(yīng)用普及。新的低功耗能效核，進(jìn)一步優(yōu)化節(jié)能與性能間的平衡。SoC模塊還集成了內(nèi)存控制器、媒體編解碼處理和顯示單元，支持8K HDR和AV1編解碼器以及HDMI 2.1和Display Port 2.1標(biāo)準(zhǔn)。還支持Wi-Fi和Bluetooth，包括Wi-Fi 6E。

• 圖形模塊（GPU Tile）：這款處理器集成了英特爾銳炫圖形架構(gòu)，能夠在集成顯卡中提供獨(dú)立顯卡級(jí)別的性能，支持光線追蹤和Intel XeSS。憑借圖形功能的躍升和更高的能效表現(xiàn)，Meteor Lake能夠提供出色的每瓦性能表現(xiàn)。

• IO 模塊（IO Tile）：包含業(yè)界出眾的連接性，集成了Thunderbolt4和PCIe Gen 5.0。

封裝的魔術(shù)師：

Foveros3D封裝技術(shù)

封裝是處理器必不可少的一步，它能夠讓主板和芯片之間的電和信號(hào)相互傳輸，并起到保護(hù)晶片的作用，封裝技術(shù)在如今的先進(jìn)封裝時(shí)代，還擁有了附加價(jià)值：能夠打造不同工藝節(jié)點(diǎn)的更大晶片復(fù)合體。這并非沒(méi)有理論依據(jù)，英特爾創(chuàng)始人戈登·摩爾在1965年就已經(jīng)表達(dá)過(guò)：“構(gòu)建大型系統(tǒng)時(shí)，將其分解為單獨(dú)封裝并互聯(lián)的小功能模塊可能更具經(jīng)濟(jì)性。”從2013年英特爾酷睿處理器的封裝芯片組（PCH），到2017年EMIB（嵌入式多芯片互聯(lián)橋接）技術(shù)的Stratix 10，再到2020年Lakefield處理器的主動(dòng)式3D堆疊Foveros技術(shù)，再到2022年采用多模塊Foveros+EMIB封裝的Ponte Vecchio處理器，英特爾在封裝技術(shù)上不斷探索創(chuàng)新。

全新的Meteor Lake處理器將采用Foveros封裝技術(shù)，在芯片內(nèi)實(shí)現(xiàn)極低功耗和高密度的晶片連接。同時(shí)，模塊化設(shè)計(jì)可以降低單個(gè)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。此外，還能夠?yàn)槊總€(gè)區(qū)塊選擇更為適合的芯片工藝，發(fā)揮更佳的成本和性能表現(xiàn)。

四年五個(gè)節(jié)點(diǎn)穩(wěn)步前行，

首款I(lǐng)ntel4處理器正加速量產(chǎn)

英特爾正遵循摩爾定律穩(wěn)步推進(jìn)四年五個(gè)制程節(jié)點(diǎn)。全新的Meteor Lake處理器將采用Intel 4制程工藝，相較于Intel 7制程工藝的408nm高性能庫(kù)高度，Intel 4的240nm達(dá)到了2倍的高性能邏輯庫(kù)面積縮減（數(shù)據(jù)基于內(nèi)部估算，詳情請(qǐng)?jiān)L問(wèn) www.intel.com/PerformanceIndex.結(jié)果可能會(huì)有所不同）。在Intel 4制程工藝下，MIM的密度也得到了加大，能夠讓處理器實(shí)現(xiàn)更高效的供電，同時(shí)采用了針對(duì)CPU進(jìn)行了優(yōu)化8VTs，改善性能功率效率。此外，Intel 4制程工藝還采用了EUV極紫外光刻技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了制造流程的簡(jiǎn)化，提高制造效率。

高能效AI體驗(yàn)飛升，

加速AI PC的普及

如今AI的使用場(chǎng)景已經(jīng)向邊緣和端側(cè)轉(zhuǎn)移，AI PC的應(yīng)用場(chǎng)景和需求突飛猛進(jìn)。從智能語(yǔ)音降噪、視頻背景模糊、超分辨率到游戲高光時(shí)刻智能截取等場(chǎng)景，都是AI普及的點(diǎn)點(diǎn)滴滴；如今的大語(yǔ)言模型對(duì)話以及文生圖、圖生圖到文生視頻等AIGC場(chǎng)景，更是為AI PC的應(yīng)用形式再添風(fēng)采，而對(duì)算力的需求也在不斷增加。全新的處理器通過(guò)踐行XPU戰(zhàn)略，為高能效AI PC做出了進(jìn)一步創(chuàng)新。

在Meteor Lake處理器中，首次引入了針對(duì)人工智能加速的NPU，專為持續(xù)的AI和AI卸載（通過(guò)NPU降低CPU和GPU的AI工作負(fù)載）帶來(lái)高能低耗的表現(xiàn)。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AI算力的需求。NPU、CPU和GPU相互協(xié)作，共同為PC上的AI場(chǎng)景持續(xù)加速。

英特爾正基于全新的Meteor Lake處理器與產(chǎn)業(yè)合作伙伴共同助力AI體驗(yàn)的提升。

英特爾和字節(jié)跳動(dòng)視頻剪輯類(lèi)App——剪映一起優(yōu)化了用戶高頻使用的“智能摳像”功能。在切換至下一代酷睿產(chǎn)品的NPU后，處理視頻素材時(shí)可實(shí)現(xiàn)明顯的兩低效果：功耗降低、耗時(shí)降低，將CPU和GPU釋放去滿足用戶復(fù)雜場(chǎng)景的算力需求，獲得更流暢的剪輯體驗(yàn)，以及更長(zhǎng)續(xù)航，滿足用戶的創(chuàng)作需求。

--Lakshmi

英特爾公司客戶端計(jì)算事業(yè)部副總裁

兼中國(guó)區(qū)總經(jīng)理