英特尔绝地武士的反击,12代core引领异构时代的强袭,

时间 • 2023-03-15 09:57:58
频率
时代
驱动
核心

近30年CPU的发展历史可分为主频驱动时代、多核驱动时代和最初出现的架构驱动时代三个时代。

三大时代就像三次产业革命一样,推动着CPU技术的飞跃。同时,三大时代之间相互区别,并非完全独立,而是相互交错和融合。当不同时代的技术特征在某个时刻发生共振时,强烈的化学反应就像“等到天黑的完美烟花”一样绽放。在那一刻,我们的共鸣是对时代和技术过渡的描写。

在这个过程中,英特尔和AMD两强的争夺是各个时代的主导者,也是各个时代自身的体验者……

·主频驱动时代

让我们把时间追溯到20世纪70年代。

1968年成立的英特尔放弃了存储器事业的发展后,转移到微处理器领域,1971年11月带来了世界上第一个商用微处理器4004。当时,它的主频仅为108KHz,最高时钟也仅为740KHz。然后,8008、8080、8086等相继出现,从众所周知的80286、80386(即286、386、,以及取得巨大成功的586、,即第一代奔腾,然后到一系列奔腾处理器,各代的新的多核驱动力正是从作为“频率升级”的最初的108KHz直到2004年6月英特尔发布的采用3.4GHz频率的奔腾4处理器,频率驱动已经成为这个时代CPU发展的主旋律。

但是,在CPU频率达到3GHz以上后,在当时的过程中,想要进一步提高频率来提高性能,不能说完全不可能,只能说需要很大的成本。

因此,在奔腾系列跨越了3GHz主频之后英特尔是2002年发表的奔腾4(3.06GHz处理器首次推出超线程技术,可同时高速运行多个计算应用程序,为采用多线程的个别软件程序提供高性能。超线程技术的出现,标志着多核驱动时代的到来可以说埋下了伏笔。

·多核驱动时代

2005年4月,英特尔发布了首款双核处理器奔腾至尊版840。主频为3.2GHz,再加上提供了更多的核心设计,高主频+多核心的共振,奔腾至尊版840成为划时代的新产品,宣告了以核心为驱动力的时代正式到来。

此后,奔腾d系列将高主频和多核逐渐完美融合,直到那个名为“核心”的家伙出现,CPU多核时代才正式拉开帷幕。

从2006年到2021年,无论是英特尔还是竞争对手AMD,核心数量的争夺都主导了这15年CPU发展的发展方向。甚至对于每个过程迭代,也可以将其视为用于“堆核心数”的服务。特别是进入2017年,AMD在Zen架构的锐龙处理器上继续向英特尔发起攻势,在频率一直不占优势的情况下,学生在堆芯数上一度将英特尔core逼入绝境。

近5年来,英特尔和AMD之间的竞争可以说是多核驱动时代的最高潮。它的精彩之处,在场的每个人都能深深感受到。

·架构主导时代

AMD在被锐龙紧紧追赶的这五年里,摆在英特尔面前最棘手的问题是分手这两个字。

英特尔在现有的工艺中,堆积更多的核心不是不可能的,需要深入考虑功耗、散热等现实问题。尤其是在移动平台上更是如此,如果解决不好,反而会适得其反。因此,体系结构驱动时代随着特殊封装技术和英特尔12代core的出现,开始受到关注。

如前所述,各个时代之间存在交错和融合,频率驱动和多核驱动时代的集大成可以说是奔腾d和core2。频率、核心和架构驱动时代的集大成现在还为时过早,但12代core可以看作是这个时代的先驱者。

以最典型的12代corei7-12700h处理器为例,高达4.7GHz的涡轮增压能力、14核20线程多核设计、高频和多核完美融合的英特尔异构架构它具有硬件线程调度器的三个时代的典型特征。

12代core发布以来,强劲的高频性能和多核性能一举被以多核为核心的AMD锐龙处理器推翻,恢复了滚压势头。不仅如此,异构体系结构不仅可以弥补core处理器核心数量不足的问题,还可以巧妙地解决热问题。在Intel7(10nm)和TSMC6nm工艺的比较中,前者在散热方面发挥了惊人的性能。对于日常满载96℃甚至100℃的TSMC6nm锐龙6000系列处理器,Intel7的12代core满载平均温差只有90℃,好80多℃。架构设计的威力和精彩之处,从细节上表现得淋漓尽致。

相反,虽然AMD落后了一步,但也有传言说AMD将在2024年通过Strix Point异构体系结构进入体系结构驱动时代。

·结语

回顾三个时代的变迁,有一句话不禁出现在笔者脑海中。那是“极限”。

频率极限产生核心,核心极限强调结构,尤其是工艺技术正向1nm前进,因此物理极限的突破可能需要曲线的超越

在架构驱动时代到来之前,英特尔率先意识到了这个“曲线超车”的必要性。您还记得名为“Kaby Lake-G”的CPU吗?英特尔通过EMIB封装技术和异构架构,英特尔CPU和AMDGPU相结合,打造了一代典型的冥王峡谷NUC。

随后,【2019】、英特尔首次展示基于Foveros 3D封装技术制作的LakeField主板芯片,英特尔将10nm Ice Lake CPU与22nm的小核心融为一体,打造了体积极小、功能完整的PC主板。它显然是英特尔12代core异构体系结构的雏形和试水。

在半导体芯片领域,历经半个多世纪的“英特尔”无疑是尖锐的。异构体系结构的及时出现,是英特尔“破局”的关键,是当前与未来的双向对接,也是推动CPU发展历史走向全新体系驱动时代的导火索。新老时代的交融再次产生共鸣,在引线消失后,新的烟花在夜空绽放。