英特爾作為一家美國主要研制CPU處理器的公司，是全球最大的個人計(jì)算機(jī)零件和CPU制造商，它成立于1968年，具有50年產(chǎn)品創(chuàng)新和市場領(lǐng)導(dǎo)的歷史，它的X86架構(gòu)成為經(jīng)典。近日，英特爾中國研究院迎來二十歲生日，英特爾總部在加州Los Altos舉辦的“架構(gòu)日”。
英特爾高管、架構(gòu)師和院士們展示了下一代技術(shù)，并介紹了英特爾在驅(qū)動不斷擴(kuò)展的數(shù)據(jù)密集型工作負(fù)載方面的戰(zhàn)略進(jìn)展，從而為PC和其他智能消費(fèi)設(shè)備、高速網(wǎng)絡(luò)、人工智能（AI）、云數(shù)據(jù)中心和自動駕駛汽車提供支持。
英特爾不僅展示了一系列處于研發(fā)中的基于10納米的系統(tǒng)，將用于PC、數(shù)據(jù)中心和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，并預(yù)覽了其他針對更廣泛工作負(fù)載的技術(shù)，還一連分享了聚焦于六個工程領(lǐng)域的技術(shù)戰(zhàn)略，包括先進(jìn)的制造工藝和封裝、可加速人工智能（AI）和圖形等專門任務(wù)的新架構(gòu)、超高速內(nèi)存、超微互連、嵌入式安全功能、為開發(fā)者統(tǒng)一和簡化基于英特爾計(jì)算路線圖進(jìn)行編程的通用軟件。
在介紹全新的 Sunny Cove 架構(gòu)之前，英特爾方面先秀了一張關(guān)于近年來層出不窮的芯片漏洞以及對應(yīng)解決方案，最早是從軟件層面修改來修正已經(jīng)發(fā)生的各種漏洞攻擊，Cascade Lake 更是引入了硬件防范設(shè)計(jì)，與操作系統(tǒng)配合，在防范手段上更有效率。未來則是將會嘗試以純硬件方式解決，一方面避免性能損耗，一方面也要更早應(yīng)對未來硬件資安事件的發(fā)生。
接下來，英特爾也介紹了過去在 14nm 架構(gòu)的發(fā)展歷程，可以看到，從最早的 14nm 芯片中，時(shí)鐘速度僅能達(dá)到 4.2GHz，而到最新一代的產(chǎn)品中，已經(jīng)可以把時(shí)鐘速度拉到 5GHz，雖然同樣是 14nm，但也是有隨著時(shí)間不斷強(qiáng)化精進(jìn)，配合微架構(gòu)的改善，達(dá)到計(jì)算效率的明顯增長。另一方面，未來 CPU 計(jì)算也不會只是針對過去認(rèn)知的一般通用計(jì)算，由于 AI 計(jì)算已經(jīng)成為通用計(jì)算的一部份，因此針對這方面計(jì)算應(yīng)用的加速也是勢在必行的工作，英特爾在首款 10nm 方案中將引進(jìn) VNNI 框架，以及針對深度學(xué)習(xí)發(fā)展全新的指令集來加速深度學(xué)習(xí)計(jì)算的工作。
具體的指令集強(qiáng)化主要是在 INT8/INT16 計(jì)算工作的強(qiáng)化，由于這是 AI 推理工作最常使用的精度，因此主流 AI 計(jì)算架構(gòu)都是針對這方面進(jìn)行大幅強(qiáng)化，英特爾在其 CPU 架構(gòu)中也將引入同樣的概念。由于英特爾處理器中已經(jīng)包含了非常強(qiáng)大的 AVX-512 多媒體加速指令集，因此主要的修改就是來自于這個計(jì)算區(qū)塊，通過增加 4 道指令，將乘加計(jì)算的周期大幅縮短，讓相關(guān)精度的數(shù)據(jù)可以在最短的時(shí)間獲得處理，理論上可獲得比沒有內(nèi)建相關(guān)指令的前代處理器產(chǎn)品 3 倍的 INT8 計(jì)算效能，以及 2 倍的 INT16 計(jì)算性能。
針對AI應(yīng)用這一當(dāng)下和未來的主流計(jì)算趨勢，英特爾也會在其主力架構(gòu)中增加更多包含深度學(xué)習(xí)、訓(xùn)練以及推理計(jì)算加速的功能區(qū)塊。其下一代 14nm 處理器Cooper Lake將引進(jìn) AI 模型訓(xùn)練加速能力，支持 bfloat16的數(shù)據(jù)格式，可達(dá)到比 fp32高兩倍的數(shù)據(jù)輸出能力。
未來英特爾將針對三大計(jì)算領(lǐng)域布局更廣的計(jì)算架構(gòu)，而這些架構(gòu)將不會像過去一樣在核心設(shè)計(jì)方面涇渭分明，而是混合了更多元，更具彈性的計(jì)算能力，包含 CPU 或 GPU 都是。
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