終於換代 英特爾全新x86 CPU架構Sunny Cove登場

長期以來，無論是關注還是不關注 PC 行業的用戶，大多一直批評英特爾的處理器長期以來老是重複使用舊的內核，為此總是「擠牙膏」，無明顯的提升。

不過，就在本周，英特在其在「架構日」活動中，終於像世人展示了其下一代全新的 CPU 架構「Sunny Cove」 。

不盡然如此，英特爾還業界首創了 3D 邏輯晶片封裝技術。

根據英特爾的說法，全新 Sunny Cove CPU 架構基於 10 納米打造，旨在提高通用計算任務下每時鐘計算性能和降低功耗，並包含了可加速人工智慧和加密等專用計算任務的新功能，適用於 PC、其他智能消費設備、數據中心和網絡系統，同時還支持無處不在的 AI人工智慧和加密加速功能等等。

英特爾確認，下一代 CPU 微架構 Sunny Cove 的處理器產品將會在 2019 年晚些時候正式亮相，屆時將會成為消費領域的英特爾酷睿系列以及伺服器領域至強系列處理器的全新基礎架構。

Sunny Cove CPU 微架構的功能特性主要包含一下幾點：

- 增強的微架構，可並行執行更多操作。

- 可降低延遲的新算法。

- 增加關鍵緩衝區和緩存的大小，可優化以數據為中心的工作負載。

- 針對特定用例和算法的架構擴展。

例如，提升加密性能的新指令，如矢量 AES 和 SHA-NI，以及壓縮/解壓縮等其它關鍵用例。

英特爾架構核心組主管羅納克•辛格哈爾(Ronak Singhal)表示，Sunny Cove 架構重點提升三大方面「更深入、更寬、更智能」。

所謂更深入，也就是通過增加關鍵緩衝區和緩存的大小來提升並行執行能力。

而更寬，增長增強內核執行寬度提升每時鐘執行更多指令。

更智能則在於通過前端優化數據傳輸。

英特爾稱，Sunny Cove 能夠減少延遲、提高吞吐量，並將進一步提升原始 IPC（每時鐘指令）的性能，提供更高的並行計算能力，有望改善從遊戲到多媒體到以數據為中心的應用體驗。

為了展示如何通過增加新的指令來提高加密性能、人工智慧和機器學習的速度，從而提高專門任務的性能。

英特爾展示了 Sunny Cove CPU 通過 AES-256 執行 7-Zip 編碼的過程，結果其速度比當前同等性能的 CPU 快了 75%，加密性能得到了幅度非常大的提升。

不過，在該演示中，英特爾使用的是特別的 7-Zip 版本，已重新編譯過以便於充分利用 Sunny Cove 的指令。

其他更改包括用於提高矢量處理，壓縮和解壓縮性能的專門指令。

另外，全新 Sunny Cove CPU 內核還大大增加了內存支持，內存線性地址從 48 位寬增加到 57 位寬，支持 52 位的物理地址。

這就表示，伺服器單個插槽就可以支持 4TB 的內存。

除了 x86 CPU 內核的改進之外，英特爾大幅改進了核顯圖形處理單元的性能。

這一次推出的是「Gen 11」第 11 代集成顯卡。

新核顯配備 64 個增強型執行單元，比此前的英特爾第 9 代圖形卡（24 個 EU）多出一倍，因此其性能實現了每秒 1 萬億浮點運算次數（1 TFLOPS）的突破。

英特爾表示，與英特爾第 9 代圖形卡相比，英特爾第 11 代圖形卡新的集成圖形卡架構有望將每時鐘計算性能提高一倍，流行的照片識別應用程式的性能提高了一倍。

很顯然，新的核顯性能相比之前任何一代都更加強勁。

以英特爾給出的 1 TFLOPS 數據來看，其性能可以與很多獨立顯卡媲美，例如 AMD 的 Vega 8 顯卡 Ryzen 5 2500U 浮點運算性能為 1.1 TFLOPS，而 Vega 10 的 Ryzen 7 2700 為 1.7 TFLOPS。

同時，英特爾稱新的第 11 代集成顯卡採用業界領先的媒體編碼器和解碼器，H.265 編碼性能提升了 30%，有限的功耗配額下支持 4K 視頻流和 8K 內容創作。

另外，第 11 代集成顯卡還支持 Adaptive Sync 自適應同步技術，可為遊戲提供流暢的幀速率。

很多疑問，怎麼直接從第九代跳到了第十一代，第十代呢？英特爾方面表示，其命運多牟的 Cannonlake CPU 中確實集成的是 Gen.10 圖形核心，不過這一代幾乎已經失敗了。

那麼第一代 10 納米晶片 Cannonlake CPU 去哪裡了呢？其實也有部分產品搭載，例如英特爾自己的 NUC，只不過很多產品沒怎麼量產。

對於未來的 x86 CPU 線路圖，英特爾還公布了 Sunny Cove 架構之後的兩個後續架構，分別為 2020 年的 Willow Core 架構和 2021 年的 Golden Core 架構，但也僅此而已，是否繼續採用 10 納米工藝未知。

其實這一次新的 Sunny Cove 架構的具體細節也沒有透露多少，包括在新處理器中會是多少核心，時鐘頻率速度如何，首發平台是哪一個等等，支持的後端 L1 緩存增加到了 48KB。

有推測認為，Sunny Cove 架構將會以 Ice Lake-U 平台首發。

有個別媒體在現場發現，在英特爾活動的另一個演示平台中，支架上已經明顯標註了 Ice Lake-U。

U 系列代表的是超低功耗晶片，當前大多數輕薄筆記本的晶片都是該系列，包括四核 Kaby Lake-R 和四核 Coffee Lake-U，明年這些晶片都將會被 Ice Lake-U 所取代。

至於 3D 邏輯晶片封裝技術，名為 「Foveros」，這是一種 3D 封裝技術。

簡而言之就是可以完全利用 3D 堆疊的優勢，實現在邏輯晶片上堆疊邏輯晶片。

英特爾稱，繼 2018 年英特爾推出突破性的嵌入式多晶片互連橋接（EMIB）2D 封裝技術之後，Foveros 將成為下一個技術飛躍。

英特爾表示，「Foveros 為整合高性能、高密度和低功耗矽工藝技術的器件和系統鋪平了道路。

Foveros 有望首次將晶片的堆疊從傳統的無源中間互連層和堆疊存儲晶片擴展到高性能邏輯晶片，如 CPU、圖形和人工智慧處理器。

該技術提供了極大的靈活性，因為設計人員可在新的產品形態中「混搭」不同的技術專利模塊與各種存儲晶片和 I/O 配置。

並使得產品能夠分解成更小的「晶片組合」，其中 I/O、SRAM 和電源傳輸電路可以集成在基礎晶片中，而高性能邏輯「晶片組合」則堆疊在頂部。

」

英特爾還進一步表示，預計將從 2019 年下半年開始推出一系列採用 Foveros 技術的產品。

首款 Foveros 產品將整合高性能 10nm 計算堆疊「晶片組合」和低功耗 22FFL 基礎晶片。

可以確定的是，接下來 Sunny Cove CPU 微架構將 3D 邏輯晶片封裝技術打造。

英特爾表示，「未來，英特爾會通過先進的封裝和系統集成技術，把多樣化的標量（scalar）、矢量（vector）、矩陣（matrix）和空間（spatial）計算架構組合部署到 CPU、GPU、加速器和 FPGA 晶片中，並通過可擴展的軟體堆棧釋放強大的能力。

」

最後，再回顧英特爾確認多的時間表，即「下一代 CPU 微架構 Sunny Cove 的處理器產品將會在 2019 年晚些時候正式亮相」。

同時，「Gen. 11 核顯將與 10nm 的 Sunny Cove 核心配對」，而到了 2020 年「英特爾將推出獨立顯卡」。

無論如何，Sunny Cove 架構究竟會不會準時亮相，以及與之前 Skylake 相比實際性能就能提升了多少，明年下半年我們拭目以待。

閱讀全文