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前進10奈米! Intel 2018架構日揭露CPU的5年發展計畫,同時公布Gen11繪圖核心

文.圖/Johan 2018-12-13 22:40:05
CPU雙雄於2017年正式展開效能、多核與製程大戰,其中,沈寂已久的AMD最近推出各式最新的處理器與繪圖晶片/繪圖卡,皆有不錯的表現,讓晶片龍頭Intel不得不面對自己包括核心數、製程技術、繪圖效能上的落後情況,近期頻繁端出各式新的產品,以讓消費者、客戶們看到Intel不再只是一直在擠牙膏!

時序即將進入2019年,Intel於北美時間12/11舉辦2018 Architecture Day (架構日),揭露出其最新的技術與產品計畫。以下就是Intel這次所展示的重點。

Intel 2018 Architecture Day(架構日),由Intel首席架構師、核心與視覺運算群高級副總裁兼邊緣運算解決方案總經理Raja Koduri (對!就是從AMD跳槽過去的那位)來主講


消費級處理器5年Roadmap出爐,全新Sunny Cove微架構來了

首先是,Intel在主流級(Core家族)與入門級(Atom家族)的消費性處理器市場中,列出了5年發展計畫。在Core家族部份,可以看到2019年起的代號(Code Name)不再「湖」(Lake)了,取而代之的是一堆「小海灣」(Cove)。包含2019年的Sunny Cove、2020年的Willow Cove與2021年的Golden Cove,而且每一代都會在微架構做改善,而非先前Kaby Lake、Coffee Lake/Refresh等處理器那樣只有在時脈上做提升(擠牙膏)而已!

Intel CPU Roadmap 2019~2023內容


先來看看2019年即將推出的Sunny Cove微架構吧!預計將採用10nm製程,此微架構提升了單執行緒的效能(ST perf)、新增指令集(New ISA)並強化可擴充性(Scalability Improved)。新增指令集的部份,也就是AVX-512,同時可為AI與加密(如挖礦)等特殊運算需求來進行加速。而Sunny Cove微架構將導入下一代的桌上型與伺服器處理器。

隨後的Willow Cove,可能採用的也是10nm製程。此微架構重新設計快取(例如調整L1與L2快取容量與架構)、全新更優化的電晶體(基於製造考量),並提升處理器的安全性。屆時應該不用再擔心Spectre(幽靈)或是Meltdown(崩潰)這類以旁側通道攻擊手法的安全性漏洞。

至於2021年的Golden Cove,製程方面尚未得知(可能是10nm或7nm)。此微架構的重點除了提升單執行緒與AI的效能之外,還會加入網路相關(包含5G)的效能,安全性方面也會更新。

▼表 Intel近期Core家族處理器開發藍圖

入門級Atom處理器,將採用Tremont微架構

至於Atom入門級低功耗處理器方面的發展計畫,Intel則是兩年更新一次,節奏比Core系列稍慢,這是因為Atom CPU主要是設計並應用在低功耗的電腦或網路產品,業界希望這類產品的處理器需要穩定,且能擁有SoC的解決方案,也因此Atom不需要像Core那樣年年更新!

▼表 Intel近期Atom家族處理器開發藍圖

先來看看2019年的Tremont微架構,其中要也是提升單執行緒效能、增加網路伺服器的效能,同時提升電池續航力。至於2021年的Gracemont則是同樣提升單執行緒效能、提升時脈,同時也針對向量處理方面來提升效能。最後2023年Intel規劃的‘Next’ Mont預計也將從單執行緒效能、執行時脈,加入更多功能來提升其整體性能。

Gen11 繪圖晶片來了!效能比現有的提升1倍,可玩輕量遊戲

Intel先前透露過2020年將推出自己的獨立(Discrete)顯示卡,來與現今的NVIDIA與AMD較勁!目前已經即將邁入2019年囉!只剩2年了!趕快來看看Intel在繪圖處理器領域是怎麼規劃的!

Intel GPU IP Roadmap內容,2019年將導入Gen11(第11代)繪圖核心,是Intel首款TFLOPS級的行動GPU,效能加倍,支援Coarse Pixel Shading技術


在2015年時,Intel在其Skylake處理器內,導入Gen9的繪圖核心(Intel HD Graphics 530),隨後的Kaby Lake、Coffee Lake導入的則是Gen 9.5 (Intel HD/UHD Graphics 630)。至於後續的Cannon Lake原本要導入Gen10的繪圖核心(例如Core i3-8121U),但後來並沒有導入。

結果就是,Intel直接跳過Gen10,並選擇在這次2018架構日時,公佈最新的Gen11繪圖核心!並重申2020年一定會推出獨立顯示卡的計畫。以下就來看看這次Gen11繪圖核心有什麼特別的地方吧!

Intel GPU IP Roadmap內容,2020年將推出Xe品牌的繪圖核心,產品將包含顯示卡(內顯、獨顯),以及繪圖加速卡(應用在資料中心、AI等)


Gen11繪圖核心的架構 (有點複雜)


先來說明Gen11繪圖核心有哪些值得注意的亮點吧!首先它是Intel首款TFLOPS級的行動GPU,效能為上一代的兩倍,且支援Coarse Pixel Shading(粗像素著色)技術。Gen11繪圖核心內建64組EU (加強型執行單元),並分成4個區塊,規模是Gen9的2倍,而每個EU的浮點運算單元重新設計過,搭配將GPU的L3快取加到3MB(為Gen9的4倍),使GPU整體運算效能超過1TFLOPS。

Gen11繪圖核心3D Pipeline內部架構解說:Tile-based Rendering子系統、記憶體子系統、Coarse Pixel Shading子系統,共可提供1 TeraFLOPS的運算效能


值得注意的是,Gen11支援Intel全新的Coarse Pixel Shading (粗圖元著色),這個技術跟NVIDIA的Variable Rate Shading (可變圖元著色)技術相似,主要用意就是讓GPU減少陰影部份像素的著色運算,甚至4個圖點才著色一次,如此一來降低GPU的運算需求,但因為會降低畫質,因此可應用到某一畫格的部份區域,也就是比較不會被注意到的地方(例如遠邊的草叢或是牆壁)。要是遊戲開發商支援該技術的話,可提升約30%的FPS成績!

多媒體核心架構:提供高畫質編碼、高傳輸率解碼,提供資料中心等級的串流


多媒體核心架構(續):提供平行編碼、全新設計的HEVC編碼器,HDR級色調對應


顯示核心架構:高解析度、多螢幕輸出、支援HDR(高動態範圍)、Adaptive Sync(智慧垂直同步)


顯示核心架構(續):一個執行管線可處理2圖素、高精度/範圍資料路徑、彈性的時序與傳輸


在多媒體核心部份,Intel放入全新設計的HEVC編碼器,可支援更高畫質視訊的編解碼。由於內建2組解碼引擎,可同時解碼兩組影片,必要時也可以合併起來解碼更高解析度(如8K)的影片。至於顯示核心部分,可支援多螢幕輸出、支援HDR,且能支援Adaptive Sync(智慧垂直同步),讓一些遊戲能夠跑得更順暢!

整體而言,Gen11有足夠的運算能力,來處理8K的視訊。至於遊戲方面,由於支援Adaptive Sync,因此可以提供更流暢的遊戲體驗!至於Gen11的效能等級,大概跟AMD Ryzen 5 2500U處理器所內建的Radeon Vega 8同級。若要跟獨立顯示卡相比,大約落在NVIDIA GeForce GT 1030和AMD Radeon RX 550之間。看來2020年Intel要推出可以跟這兩家顯示卡龍頭比拼的獨立顯示卡,還很拼喔!

至於Gen11繪圖核心,預計將會搭載10nm之Sunny Cove架構的處理器一同推出,時間大約會落在2019年下半年!想要嘗試Intel最新內顯技術的玩家們,可得再等等囉!


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