別只盯著10nm工藝！其實英特爾還准了更多！

如今手機領域的旗艦機SoC都已經用上了更穩定的7nm工藝，後續的6nm、5nm也蓄勢待發。

與此同時，曾經一度主打同期工藝無敵的英特爾卻遇到了麻煩，10nm製程幾度延期導致被無數玩家冠以「牙膏廠」的光榮稱號。

還好，有消息稱英特爾10nm工藝最早會在今年Q3和我們見面，理論上其電氣性能可以媲美甚至超越競爭對手的7nm。

實際上，英特爾早已制定好了圍繞著10nm和後續工藝的全新生態系統，它們將給未來的PC帶來革命性的變化。

今天，我們就來簡單了解一下英特爾的野望吧。

超極本的下一個八年

8年前（2011年），英特爾通過「超極本」（Ultrabook），重新塑造了筆記本電腦的設計形態。

英特爾早期為超極本定製的「三步走」規劃

聯想Yoga、微軟Surface、戴爾XPS13、惠普Spectre、LG Gram，這些翻轉本、二合一、超輕薄筆記本其實都是超極本概念的延續。

在今年初的CES2019中，英特爾曾提出了「ProjectAthena」（雅典娜計劃）概念，從而讓我們有望摸清筆記本下一個8年的發展脈絡。

Project Athena誕生

2011年，英特爾提出超極本概念，是為了反擊蘋果MacBook Air。

如今，厚度不足10mm，重量低於900g的極致輕薄筆記本已不鮮見，那筆記本未來的出路在哪裡？

Project Athena（具體品牌名稱還未最終確定，也許英特爾還會起一個類似「超極本」這種朗朗上口的代號），就是用來解決當前筆記本創新相對匱乏問題的產品規範。

英特爾表示，Project Athena旨在帶來一種新型的高級筆記本，並充分利用5G、AI等新一代技術，集一流的性能、超長續航時間、連接性、時尚美觀的設計集於一身，預計相關的產品會在2019年下半年面世。

和超極本相比，Project Athena對筆記本的硬體搭配和設計要寬鬆許多。

簡單來說，Project Athena並不強制使用最新的10nm Ice Lake平台處理器，現有的U、Y系列酷睿處理器都能與其搭配。

同時，ProjectAthena並不追求極致，比如一款筆記本的厚度低於9mm，那它可能就沒有資格冠以Project Athena的稱號了，因為這種極致輕薄的筆記本電池容量不夠大。

對於內置風扇的筆記本，Project Athena甚至允許它的厚度超過15mm。

沒錯，Project Athena更加強調筆記本的綜合表現，英特爾移動創新部門總經理Josh Newman曾表示，ProjectAthena需要做三件事，一是聚焦的能力、二是適應一天之內用戶需求變化及角色變化的能力、三是隨時待命。

比如，Project Athena需要有更加快速的響應時間，從休眠→喚醒→待命只需瞬間，在同時打開多個文件或程序時，Windows 10系統介面上將不再有「旋轉的圓圈」。

此外，Project Athena普遍都會集成4G或5G基帶（Snow Ridge ），並引入AI人工智慧等新一代技術，可選英特爾2018年展示的功耗只有1瓦特的螢幕，而且還同時兼容Windows 10和Chrome系統，在開放性上走得比超極本更遠。

總之，符合Project Athena規範的筆記本並不見得比現有的輕薄本更薄，但它的綜合體驗卻能愈加趨於完美，並對搭載高通驍龍8cx晶片的「Always Connected PC」保持壓制（性能碾壓，續航相近）。

目前，Project Athena已經得到了包括宏碁、華碩、戴爾、谷歌、惠普、群創光電、聯想、微軟、三星、華為、小米和夏普在內的無數合作夥伴的支持。

如果不出意外，從2019年底開始，未來的輕薄本們就都將成為Project Athena概念的延續。

10nm Ice Lake發布可期

按照經典的「嘀嗒」（Tick-Tock）戰略，英特爾從2016年的第七代酷睿（Kaby Lake）開始就應該換裝10nm工藝了。

然而，由於種種原因10nm遭遇延期，逼得英特爾只能不斷打磨現有的14nm，且在此基礎上衍生出了14nm+和14nm++工藝並沿用至今。

前不久，有消息稱英特爾計劃將10nm Ice Lake移動處理器的發布時間提前，從2019年聖誕節前後提前到Q3。

從已知的資料來看，Ice Lake平台移動處理器的CPU部分將基於「Sunny Cove」（陽光海灣）架構設計。

早前GeekBench曝光了Ice Lake平台酷睿i5處理器的緩存信息，它的L1緩存從32KB提升到了48KB，L2緩存翻番到512KB，L3緩存則達到了8MB，這是一個令人欣喜的變化。

要知道，從酷睿2時代起，英特爾就一直維持為每個核心僅配備32KB的L1緩存，L2緩存大都也僅是128KB。

緩存容量的提升，理論上對Ice Lake實際性能的改善幫助很大。

Ice Lake平台移動處理器的GPU部分將集成英特爾第11代（Gen 11）核芯顯卡，據悉它的浮點性能高達1TFlops，約等於英偉達GeForce GTX750，媲美AMD移動銳龍處理器內置的Vega 8核顯。

可以說，Ice Lake的出現將進一步壓縮入門級獨立顯卡的生存空間，未來輕薄本獨顯的性能如果達不到GeForce MX150的級別，都不好意思塞進筆記本里。

此外，Ice Lake還有望支持LPDDR4 X內存，並成為首個原生支持Thunderbolt3（雷電3）的移動平台，同時它將最新高速的Wi-Fi 6無線標準作為標配，使用全新的AI指令集（DLBoost）來加速人工智慧工作負載。

總之，當Ice Lake將這些特性與超長的電池續航時間相結合，可以打造出超輕薄、超便攜的設計（Project Athena的絕配），同時其性能和響應速度可保證用戶更好的計算體驗。

無限可能的3D晶片封裝技術

2017年底，英特爾攜手AMD發布了「聯合處理器」，即第八代酷睿處理器家族中的「Kaby Lake-G」平台，它將CoffeeLake-H架構的CPU、AMD Vega架構的GPU以及4GB HBM2顯存封裝在了同一顆晶片上。

而將這些不同架構和工藝串聯在一起的技術，則是一個名為「EMIB」（Embedded Multi-DieInterconnect Bridge，嵌入式多晶片互連橋接）工藝的2D封裝技術。

雖然EMIB屬於2D封裝技術，但它和業內常見的2.5D封裝技術相比的技術含量更高。

簡單來說，傳統2.5D封裝整合的CPU核心、GPU核心、內存控制器及I/O核心都只能使用同一種工藝製造，而EMIB則允許多模塊和多工藝的「混搭」，比如將10nm工藝的CPU和GPU、14nm的I/O單元和通訊單元、22nm的內存部分做成單一處理器，具有封裝良品率高、無需額外工藝和設計簡單等優點。

總之，EMIB是處理器、獨立顯卡和高帶寬內存之間的智能信息橋，並將這些組件緊密地聯合在一個封裝中，從而起到大幅節省空間，確保創新型輕薄設備能夠提供高性能表現，更好地支持要求嚴苛的內容創作、遊戲和虛擬現實體驗。

可惜，EMIB依舊存在缺陷，那就是它只能不斷在一個2D平面上覆蓋晶片，整合的模塊越多對晶片表面積的要求越大，總有「地皮不夠」的時候。

為此，英特爾在2018年底的架構日活動中發布了全新的「Foveros」3D晶片封裝技術，並曾經在CES2019中展示了首批樣品。

和EMIB的2D封裝不同，Foveros首次為CPU引入了3D堆疊設計，將多晶片封裝從單獨一個2D平面，變為3D立體式的堆疊，從而大大提高集成密度，設計人員可以在新的產品形態中「混搭」不同工藝和技術的專利模塊、存儲晶片、I/O配置，並使得產品能夠分解成更小的「晶片組合」。

據悉，Foveros 3D封裝的最下面是封裝基底，其上是一個底層晶片（Bottom Chip），起到主動中介層（ActiveInterposer）的作用。

中介層里還含有大量的TSV 3D矽穿孔，負責聯通上下的焊料凸起（Solder Bump），讓上層晶片和模塊與系統其他部分通信。

而在中介層之上，就可以繼續堆疊不同工藝的模塊了，比如CPU、GPU、內存、基帶、傳感器、功率調節器、無線電、光電子等，無論是英特爾自家IP還是第三方IP都可以和諧共處，客戶完全可以根據需要自由定製。

理論上，Foveros還能進一步PoP整合封裝內存晶片（就好像手機主板上，通常都會將CPU和內存晶片封裝在一起節省PCB主板空間）。

英特爾強調Foveros 3D封裝雖然不一定能降低成本，但它的重點原本也不是成本，而是如何把最合適的IP放在最合適的位置上完成混搭，這才是真正的驅動力。

早前，英特爾還展示了首款通過Foveros技術打造的「混合X86處理器」（Hybrid X86 CPU），一顆僅有12mm×12mm×1mm的晶片，其體積比一角硬幣（美元）還要小！

Lakefield向ARM宣戰

在智慧型手機領域，高通、三星、海思、聯發科每次發布全新的SoC，我們最關心的就是其集成了幾顆大核、幾顆小核、核心架構是個啥。

比如麒麟980就採用了ARM原生的2×Cortex-A76（大核）+2×A76（中核）+2×A55（小核），而驍龍855則配備了由Cortex-A76魔改而來的Kryo 485核心組成了三叢集架構群。

在ARM處理器領域，這種採用大小核搭配的技術就是「big.LITTLE」（後來又升級為「DynamIQ」），其初衷就是為了實現更好的能效比，聽歌、看視頻、看小說時只啟動省電的小核工作，而玩遊戲時則激活高性能的大核。

可以說，big.LITTLE和DynamIQ技術就是ARM和X86架構處理器之間最大的差異點之一，以往X86要想獲得最佳能效比，只能依靠降低默認主頻，拉高最高睿頻加速頻率的方式。

那麼，當X86處理器遇到了「大小核」，是不是一種非常夢幻的組合呢？

得益於Foveros 3D晶片封裝技術，英特爾終於有機會向ARM宣戰。

在CES2019中，英特爾還曾展示了一款代號為「Lakefield」的全新客戶端平台，它的處理器部分（就是前文提到的混合X86處理器），就整合了一大四小五個CPU核心，頗有一番big.LITTLE的味道。

具體來說，Lakefiled是一套主板原型，其本質是一個片上系統（SoC）。

它的CPU模塊採用了最新的10nm工藝設計，並集成了1個Sunny Cove架構的「大核」（和IceLake平台相同），其擁有自己的0.5MB LLC緩存，主打高性能；Lakefiled還集成了4個Atom（有可能是Tremont新架構）的「小核」，共享1.5MB二級緩存，所有核心共享4MB三級緩存。

同時，它還整合了第11代核芯顯卡、內存控制器和各種I/O模塊。

以上這些元素，都被塞進了12mm×12mm×1mm的晶片內，其待機功耗只有0.002W，最高功耗也不超過7W，能效比較現有的酷睿M更高，完美體現了Foveros封裝技術的優勢。

蘋果MacBook 12的PCB主板應該是所有筆記本中最為迷你的代表，但它也有一個巴掌的大小。

而英特爾展示的Lakefiled主板原型，其尺寸卻僅和M.2 2280 SSD差不多大小，也就是兩根手指的表面積，但它卻集成了包括處理器、內存、SSD、無線網卡、雷電3控制器等在內的完整PC組件，加上電池、外殼和螢幕就是一款標準的筆記本。

沒錯，Lakefiled的最大特色，就是可以進一步幫助筆記本瘦身，或是將更多的內部空間留給電池，結合其自身超省電的優勢實現Always Connected PC的夢想。

總之，無論是10nm Ice Lake處理器，還是Lakefield客戶端平台，它們的出現都能進一步加速英特爾Project Athena創新計劃，賦予未來筆記本以更多的可能。

當然，這一切的前提，都是建立在10nm以及更新一代工藝的基礎上。

希望10nm的幾度延期只是偶然事件，英特爾未來的工藝革新不要再總是延期了。