英特尔Lunar Lake「统一内存」,一切都是为了AI

2024-06-08

仅仅半年后,AI PC 即将迎来一轮大幅升级。


在此前关于 AMD 锐龙 AI 300 雷科技在系列报道中提到了这一点。 AMD 新款 AI PC 芯片在 NPU 计算能力的飞跃,高通,AMD 与英特尔的新竞争。但是在高通,AMD 之后,英特尔终于带来了下一代笔记本电脑芯片。


6 月 4 日本,英特尔在台北电脑展上展示了最新一代。 Lunar Lake Cpu,并计划在秋 季节正式发货。


坦率地说,这种发布节奏对比 AMD 显然要和高通在一起「慢」以上很多,第一批搭载骁龙。 X 系列芯片的 Windows 11 AI PC 很快就将在 618 上市,搭载 AMD 锐龙 AI 300 系列 Windows 11 AI PC 也将从 7 从月份开始陆续上市。


俗话说「好饭不怕晚」。但是问题是,英特尔 Lunar Lake 会是一碗「好饭」吗?英特尔已经发表了言论,Lunar Lake「绝对」超越高通同类产品(实际上是骁龙 X 一系列芯片),但是现在,我们肯定得不到明确的答案。


但是从目前公开和流出的信息来看,Lunar Lake 至少值得期待,不仅仅是因为全面提升。 CPU、GPU、NPU 性能,也是由于采用了台积电先进的制造工艺和自身先进的封装工艺。


图/英特尔


甚至在 Lunar Lake 第一次,英特尔将会 LPDDR5X 在芯片中包装内存,就像苹果的统一内存结构一样。


但是这个设计可以给予 Lunar Lake 带来哪些变化和优化?Lunar Lake 也可以给下一代 AI PC 带来什么?这些都是英特尔将在几个月后正式回答的。


台积电技术加持,Lunar Lake 不仅性能更强


去年,英特尔声称酷睿 Ultra(Meteor Lake)处理器代表企业 40 多年来最大的一次架构转变,但是面对 Arm 芯片持续挑战,这种变化显然不会是一次性的。


在 Lunar Lake 上面,英特尔继续使用。 SoC 在一个芯片中,设计融合在一个芯片中 CPU、GPU、NPU 计算模块。不同的是,Lunar Lake 采用了台积电,而不是英特尔自己的芯片制造技术, N3B 和台积电 N6 创造两种工艺。


在某种程度上,这是一种升级,最终使用了目前最先进的台积电。 3nm 工艺。


值得注意的是,N3B 作为台积电 3nm 第一代工艺,苹果 A17 Pro 世界上并没有带来很大的能效提升。但与英特尔的先进技术相比,根据英特尔自己的说法,Lunar Lake 能源效率提高了约 30%。


但是在性能方面,Lunar lake 全新配置 CPU 和 GPU 架构,CPU 性能提高了约 20%,GPU 性能更加提高 50%,尤其在 3DMark Time Spy 等待基准测试的改进更加明显。


图/英特尔


具体而言,新的 CPU 在处理多任务和计算密集型任务时,设计增强了分支预测、指令平行度和缓存带宽,促使Cpu表现更好。


原来酷睿 Ultra 采用的 3D 英特尔的性能混合架构也发生了变化。 Lunar Lake 上砍掉了 LP-E 核心设计,采用新的 4x4 设计,换句话说,Lunar Lake 如今配置了 4 个 P 核、4 个 E 核。同时 Lunar Lake 中间不支持超线程,代表 Lunar Lake 与核心数量相同的线程数量是一样的 8。


根据英特尔的说法,和以前一样。 LP-E 核相比,Lunar Lake 的 E 核(Skymont)前者只有三分之一的功耗在同一性能下,而前者在同一功耗下具有单线程和多线程性能。 2 倍和 4 倍数。另一边,P 核(Lion Cove)的 IPC 提升了 14%。


图/英特尔


此外,在 Windows 11「containment zones」的基础上,Lunar Lake 工作负荷可以通过过程指令使用异构调度策略(例如 Copilot 助手等应用程序)导向功耗较低 E 核,达到节约电力的目的;或具有更高的导向性能 P 核心,实现更加流畅的运行。


简而言之,现在 Lunar Lake 特定的任务可以细化到分配给不同策略的关键,从而达到更高的匹配度和更高的运行效率。


GPU 方面,Lunar Lake 使用下一代 Xe2 结构,不但性能有平均值 50%的增长, Xe 结构具有高度的可扩展性,即可集成在低功耗移动中。 SoC 上,也将用于稍晚即将推出的。 Arc 显卡上。同时,GPU 也可以提供高达 67TOPS 的 AI 算率。


NPU 整体性能大幅上升 AI 算率冲到 120TOPS


AI PC 这个概念,可以说一开始是由英特尔主导的,后来也被整个 PC 业界共同介绍。但是公平地说,英特尔现在正在销售。 AI PC 芯片酷睿 Ultra 很多方面都很难支撑「AI PC」除了这个概念 Windows 除了系统跟不上之外,AI 计算率也是一个基本因素。


好在,Lunar Lake 又迎来了一波浪潮 AI 性能大升级。


英特尔声称,Lunar Lake 处理器的 NPU 达到了 48TOPS 的 AI 与酷睿相比,性能 Ultra 上的 NPU 不仅计算率提高了四倍。相比之下,在新一代笔记本电脑芯片中,骁龙 X 系列 NPU 算率是 锐龙,45TOPS AI 300 系列 NPU 算率是 50TOPS。


图/英特尔


另外,在异构计算下,NPU 加上 CPU 的 5TOPS、GPU 的 67TOPS,Lunar Lake 总的来说,Cpu可以提供高达 120TOPS 的算率。


但在小雷看来,笔记本电脑受到续航能力的限制,异构计算更多的是临时负荷。 AI 任务。而且要把生成式 AI 技术应用到 PC 在基本感受中,必须充分利用起低功耗、高功耗。 AI 特性的 NPU。事实上,微软在下一代也是如此。 Windows 11 AI PC 重点强调标准 40TOPS 上述计算率的关键原因。


所以从这个角度来看,即使是 NPU 同时,我们也不能只看最高的计算能力,还要看功耗表现。然而,这一点仍然取决于后续的实际测试。


除计算率外,影响 AI 事实上,实际的运行表现还包括内存。众所周知,现在许多时候是有限的。 AI 实际操作不是计算,而是传输,更直接的说是内存带宽和延迟。当然,说白了,内存的改进也会影响。 CPU 以及 GPU 实际表现,进而影响设备的综合性能。


那也许是为什么,英特尔选择了 Lunar Lake 内存直接封装在上面。


将内存焊接到芯片上,英特尔还需要「统一内存」


作为英特尔的主题演讲, CEO 帕特·基辛格(Pat Gelsinger)手持展示 Lunar Lake 当时,每个人都注意到了:


Lunar Lake 还包装了两个内存。



图/英特尔


这是英特尔第一个选择封装内存的芯片,Lunar Lake 有 16GB 和 LPDDR32GB(双通道)X 两种设备,单芯片的启动速度高达 8533MT/s。该内存支持 16bx4 与传统相比,通道 PCB 与嵌入式设计相比,PHY 功耗减少了 面积节约了40% 250 平方毫米。


目前,我们对这种设计并不陌生,比如苹果在消费级别。 M 此外,英伟达的高端加速卡,如英伟达的高端加速卡,采用了统一的内存架构。 H100、B200 全部直接将内存(包括内存 HBM)焊在 GPU 和 CPU 旁边,包装成芯片。


这样做的好处也很明显,首先可以显著提高数据传输速度和系统响应时间。缩短了内存与Cpu之间的距离,大大减少了数据传输的延迟,提高了整个系统的性能。这种应用需要高带宽和低延迟,例如图像处理,AI 高性能计算任务的运算非常重要。


其次,有利于降低功耗。同样,由于传输距离缩短,在数据传输过程中也会减少能量损失。同时,配合更先进的制造技术,有利于增加设备的续航能力,特别适合移动终端和笔记本电脑。 。


此外,芯片中的封装内存还可以简化主板的布局,减少主板上的部件和连接。它不但降低了生产成本,而且提高了系统的可靠性。更加紧凑的设计促使系统减轻重量和体积,进一步提高便携性。对超薄笔记本和移动终端而言,这也是一个重要的优势。


图/英特尔


但是封装内存也存在着不可避免的问题,首先是可扩展性和可维护性的下降。这很容易理解。毕竟已经焊接到芯片上了,后续升级内存是不可能的。同时,如果内存坏了,基本上没有维修的可能,只能更换整个芯片甚至电脑。


实际上,PC 在此之前,供应链表示不满。这是因为 Lunar Lake 内存和处理器 CPU 捆绑封装策略,OEM 制造商不能独立购买内存模块,只能购买不同的内存规格。 Lunar Lake Cpu,很大程度上限制了操作空间,并可能导致相关制造商失去内存业务。


考虑到英特尔在移动处理器市场的主导地位,Lunar Lake 内存和处理器 CPU 捆绑封装策略,可能会对封装策略产生完全影响 OEM 制造商提供多种组合能力,降低了 CPU、丰富的内存、固态盘规格选择,丢失 Windows 原来阵营的灵活性。


假设苹果在封闭生态中仍然可以完全压制反对者的声音,那么英特尔能做到吗?恐怕还需要时间来验证。


写在最后


「与 Jensen(英伟达 CEO 与黄仁勋不同的是,我们认为摩尔定律仍然存在,并且仍然生活得很好。」在演讲开始时,基辛格强调,在一个芯片上封装了十亿个晶体管之后,希望将来能够封装一万亿个晶体管。


虽然依旧是 PC 行业内的绝对巨头,但蓝巨人还是面临着很多很大的挑战。除了摩尔定律,数据中心业务面临着英伟达的强势攻击,而代工业务仍处于积蓄力量和最强的时期。 PC 客户端业务正面临着客户端业务 Arm 营地前所未有的挑战。


但是最后,一切还是要靠商品说话,Lunar Lake 做了许多改变,这些改变能否帮助英特尔应对? PC 这一领域的考验,我相信将是下一步许多人关注的焦点之一。


本文来自微信微信官方账号“雷科技”(ID:leitech),作者:雷科技,36氪经授权发布。


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