2019年對(duì)英特爾（Intel）來(lái)說(shuō)，將是個(gè)力求重返榮耀的一年，這個(gè)曾經(jīng)的半導(dǎo)體市場(chǎng)龍頭，除了在芯片制程微縮的競(jìng)賽上落后臺(tái)積電和三星，去年自家的14納米處理器的出貨也不太順暢，10納米產(chǎn)品計(jì)劃也因故延遲。雖然其資料中心處理器和基帶芯片在去年略有斬獲，但失去寶座的酸澀，讓他們勢(shì)必要想辦法追討回來(lái)。

在去年12月的架構(gòu)日（Architecture Day）上，英特爾就一舉揭露了多項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)，包含10納米的處理器架構(gòu)，以及新的3D封裝技術(shù)等；而在產(chǎn)品策略上，也重申將持續(xù)朝向數(shù)據(jù)為核心「Data-Centric」的應(yīng)用方針。

此外，英特爾也宣布將著手?jǐn)U廠，同時(shí)結(jié)束其下晶圓代工的業(yè)務(wù)，其目標(biāo)很明顯，就是要全力發(fā)展下世代的半導(dǎo)體技術(shù)，不僅要在制程上跟上領(lǐng)先者，同時(shí)也要在運(yùn)行性能方面，進(jìn)一步拉開與競(jìng)爭(zhēng)者間的差距。

10納米處理器架構(gòu)「Sunny Cove」

首先，就是去年延遲的10納米處理器有了更詳盡的技術(shù)細(xì)節(jié)。作為下一代的處理器，代號(hào)「Sunny Cove」的處理器架構(gòu)除了采用10納米制程外，同樣也使用新的設(shè)計(jì)架構(gòu)，而其思維，就是要針對(duì)新世代應(yīng)用在AI、資料壓縮與數(shù)據(jù)加密的性能上，帶來(lái)最佳的優(yōu)化效果。

根據(jù)英特爾的說(shuō)法，「Sunny Cove」將會(huì)比前一代更深入、更廣泛，也更智能（Deeper, Wider, and Smarter），而其在技術(shù)的推進(jìn)上，則是進(jìn)一步提升IPC（performance-per- clock）效能，包含增加專用的寄存器與指令集（AES與SHA-NI），來(lái)加速對(duì)AI運(yùn)算的速度。

在硬體方面，10納米制程理所當(dāng)然的增加了整體的運(yùn)算效能，但在新的設(shè)計(jì)構(gòu)構(gòu)理，英特爾則是又提了處理器本身的平行運(yùn)算能力，同時(shí)也增加了暫存與快取的容量，包含L1增加了50%，L2也將依據(jù)產(chǎn)品線做不同的提升；而在執(zhí)行埠（execution ports）也由原先的8個(gè)擴(kuò)增至10個(gè)，此外，在儲(chǔ)存頻寬上也做了增加，一個(gè)運(yùn)算循環(huán)能執(zhí)行兩個(gè)儲(chǔ)存序。

圖1 : 代號(hào)「Sunny Cove」的處理器除了采用10納米制程，更大幅增加了快取與平行執(zhí)行性能，以針對(duì)新世代應(yīng)用帶來(lái)最佳的優(yōu)化效果

值得一提的是，此次英特爾特別在快取記憶體上下足了工夫，線性位址空間（linear address space）由48 bits提升至57 bits，同時(shí)實(shí)體的位址空間也增加到52 bits。

而根據(jù)英特爾的發(fā)展藍(lán)圖，新的「Sunny Cove」架構(gòu)將會(huì)運(yùn)用在下一代的資料中心（Xeon）與消費(fèi)型（Core）的處理器上，預(yù)計(jì)在今年開始出貨，但目前沒有更確切的時(shí)間表。

第11代整合顯示芯片技術(shù)

自從第一代的整合型顯示芯片約在2000年推出之后，英特爾的整合型GPU就勢(shì)如破竹，一路占據(jù)了多數(shù)的消費(fèi)型PC平臺(tái)，而最新公布的整合型顯示芯片已是其第11代產(chǎn)品（但前一代是第9代，沒有第10代）。

同樣預(yù)計(jì)在2019年與CPU一起推出，第11代的產(chǎn)品在性能上也同樣有明顯的提升，英特爾大幅增加了強(qiáng)化執(zhí)行單元，從原本的24個(gè)倍增至64個(gè)，讓浮點(diǎn)運(yùn)算效能提升到超過1 Tera FLOPS。此外，第11代的整合顯示芯片也大幅強(qiáng)化了對(duì)游戲執(zhí)行的能力，包含支援區(qū)塊式成像（tile-based rendering）技術(shù)，以及Sync技術(shù)。

另一方面，由于采用了更先進(jìn)的制程，新款整合芯片的體積也進(jìn)一步縮小，僅有前代的75%，但運(yùn)算資源卻是增加了兩倍。此外也強(qiáng)化了在影片編解碼的支援上，例如：HEVC，以支援4K影片串流，以及8K內(nèi)容的創(chuàng)作。雖然其性能仍不能跟獨(dú)立顯卡相提并論，但對(duì)于筆記型電腦與文書型PC來(lái)說(shuō)，絕對(duì)是綽綽有余。

而除了發(fā)表最新一代的整合顯示芯片技術(shù)外，英特爾也揭露了其次世代的顯示芯片架構(gòu)－「Xe」。這個(gè)代號(hào)「Xe」的GPU架構(gòu)預(yù)計(jì)將在2020年推出，性能將一舉達(dá)到Peta FLOPS的等級(jí)。而根據(jù)英特爾的計(jì)劃，該款GPU將具有即將的可擴(kuò)展性（scalability），能夠支援從AI／資料中心，到重度用戶、中階產(chǎn)品，與整合型的入門用戶，而這似乎也透漏了在這個(gè)架構(gòu)下，也許傳說(shuō)的英特爾獨(dú)立顯示芯片即將問世。

業(yè)界首款3D邏輯芯片堆疊技術(shù)

在主流產(chǎn)品的進(jìn)度更新之后，英特爾也首度展示了其最新的3D芯片技術(shù)－「Foveros」。而不同于過去的3D芯片堆疊技術(shù)，F(xiàn)overos是可達(dá)成邏輯芯片對(duì)邏輯芯片的整合技術(shù)。

圖2 : 「Foveros」而不同于過去的3D芯片堆疊技術(shù)，是可達(dá)成邏輯芯片對(duì)邏輯芯片的整合技術(shù)。

英特爾甚至強(qiáng)調(diào)，F(xiàn)overos技術(shù)的問世是該公司在3D封裝上的一大進(jìn)展，是繼EMIB（Embedded Multi-die Interconnect Bridge）2D封裝技術(shù)之后的一大突破。

英特爾表示，F(xiàn)overos的問世，將為裝置與系統(tǒng)整合高性能、高密度、低功耗的硅芯片處理技術(shù)開辟一條可行的道路。Foveros預(yù)期可以擴(kuò)增超越傳統(tǒng)被動(dòng)中介層（interposers）的芯片堆疊，同時(shí)首次把記憶體堆疊到如CPU、繪圖芯片和AI處理器等，這類高性能邏輯芯片之上。

圖3 : 英特爾強(qiáng)調(diào)，F(xiàn)overos技術(shù)的問世是該公司在3D封裝上的一大進(jìn)展。

此外，英特爾也強(qiáng)調(diào)，新技術(shù)將提供卓越的設(shè)計(jì)彈性，尤其當(dāng)開發(fā)者想在新的裝置外型中置入結(jié)合不同類型記憶體和I/O元素的混合IP區(qū)塊。它能將產(chǎn)品分拆成更小的「微芯片（chiplets）」結(jié)構(gòu)，讓I/O、SRAM和電源傳遞電路可以被在配建在底層的裸晶上，接著高性能的邏輯微芯片則可進(jìn)一步堆疊在其上。

英特爾預(yù)計(jì)，將會(huì)在明年的第二季發(fā)表一系列的采用Foveros技術(shù)的產(chǎn)品，而首款采用該技術(shù)的產(chǎn)品將會(huì)把高性能的10納米運(yùn)算堆疊的邏輯微芯片，與低功耗的22納米鰭式場(chǎng)效電晶體（FinFET）制程的22FFL底層裸晶結(jié)合在一起。而它將能實(shí)現(xiàn)一種超小型裝置，同時(shí)具有世界級(jí)的運(yùn)算效能與極佳的能源效率。

新儲(chǔ)存技術(shù)更新與建廠計(jì)劃

在架構(gòu)日當(dāng)天，英特爾也更新了其新一代儲(chǔ)存技術(shù)「Intel Optane DC persistent memory」持久記憶體的最新進(jìn)展。

英特爾再次強(qiáng)調(diào)，此技術(shù)是一種革命性的儲(chǔ)存技術(shù)，能夠帶來(lái)媲美記憶體的效能（memory-like），卻同時(shí)兼具資料持久儲(chǔ)存與大容量的性能。此所以會(huì)稱之為媲美記憶體，因?yàn)檫@項(xiàng)產(chǎn)品是采用RAM的DDR4的插槽規(guī)格，可以插進(jìn)主機(jī)板的RAM槽中，是一大創(chuàng)新的設(shè)計(jì)。

英特爾表示，這個(gè)革命性的技術(shù)，能讓更多的數(shù)據(jù)更接近CPU，以讓像AI和大型資料庫(kù)這類需要處理大量數(shù)據(jù)的應(yīng)用，可以加快其資料處理的速度。依據(jù)英特爾的資料，Intel Optane DC持久型記憶體可為CPU提供64B的cache line讀取。當(dāng)應(yīng)用程序直接讀取Optane DC持久性記憶體時(shí)，或者請(qǐng)求的資料沒有被快取在DRAM中時(shí)，Optane DC的平均空閑讀取延遲約為350納秒（nanoseconds）內(nèi)。

圖4 : 「Intel Optane DC persistent memory」采用RAM的DDR4的插槽規(guī)格，可以插進(jìn)主機(jī)板的RAM槽中。

而在新廠建置方面，英特爾也在架構(gòu)日結(jié)束后的數(shù)日內(nèi)，發(fā)出一篇新聞稿指出，英特爾將從過去的PC-centric轉(zhuǎn)向Data-centric為主的企業(yè)，將為更多的應(yīng)用與市場(chǎng)來(lái)提供解決方案，包含運(yùn)算、分析、儲(chǔ)存與資料分享等，將不再僅是CPU的供應(yīng)商，要競(jìng)逐整體超過3000億美元的半導(dǎo)體市場(chǎng)。

也因此，英特爾將提高資本支出，用來(lái)投入新的產(chǎn)能興建。英特爾技術(shù)與制造總經(jīng)理Ann Kelleher表示，除了將擴(kuò)大14納米的產(chǎn)能之外，也將更新在亞利桑那州Fab 42的生產(chǎn)設(shè)備。

此外，她更指出，英特爾已決定在新墨西哥州的工廠開發(fā)新一代儲(chǔ)存和記憶體技術(shù)。將于2019年開始在俄勒岡州，愛爾蘭和以色列拓展新的生產(chǎn)據(jù)點(diǎn)制造場(chǎng)地?cái)U(kuò)建的早期規(guī)劃階段。

Ann Kelleher表示，透過這些新的工廠產(chǎn)能，英特爾將可更快速的回應(yīng)市場(chǎng)需求，并使供應(yīng)時(shí)間縮短大約60％。

整體來(lái)說(shuō)，這些新技術(shù)與新產(chǎn)能的規(guī)劃，不難看出英特爾已決心大刀闊斧地往其他的半導(dǎo)體市場(chǎng)前進(jìn)，而第一步就是與CPU最相關(guān)的記憶體與顯示芯片的市場(chǎng)，而會(huì)帶來(lái)多少的沖擊，又會(huì)掀起如何的競(jìng)爭(zhēng)，值得大家繼續(xù)觀察下去。