英特尔突破10nm 为PC产业铺下创新路

作为PC产业的领导者，英特尔的一举一动都影响着PC行业未来方向和发展。在刚刚过去的CES 2019上，英特尔终于为PC行业带来又一剂强心针——10nm。有人说，别人家都出7nm了，你英特尔为什么还在说10nm？

制程工艺的意义仅仅在于那个数字吗？

事实上，制程工艺的数字往往代表的只是一个节点，真正的性能强弱还是要靠底层技术优化。半导体芯片性能表现主要通过晶体管数量和排列优化来实现，单位面积内集成的晶体管数量越多，逻辑单元排列越合理，性能越强，这是硬道理。英特尔在14nm制程节点强化了五代，性能潜力挖掘的过程就是对晶体管集成数量和排列优化的极致探索。而英特尔突破10nm瓶颈，将制程节点正式推进到10nm，这正说明英特尔已经在10nm的优化上取得了进展。

此外，英特尔对于10nm制程节点的看重在某种程度上要超过7nm，因为10nm制程节点使用到的很多技术，包括超微缩、晶体管技术等，对于推进7nm制程演进有着至关重要的意义，在10nm制程节点做好积累，正所谓厚积薄发，未来7nm制程的推进上将会更加顺利，而且爆发力也会更加强悍。

10nm微架构突破细致解读

说回到10nm。

本届CES 2019发布会上，英特尔一口气公布了10nm制程下的四大应用方向，其中包括PC、服务器、全新的封装技术以及5G。这从一个侧面反映出英特尔在为10nm做准备的过程中，不仅仅考虑到了眼前的领域，同时还考虑到了一些前沿领域的拓展。至少在我看来，英特尔10nm刀一出鞘，即是成熟的杀招，未有丝毫拖泥带水。

英特尔10nm制程面向四大领域

在消费级领域，英特尔推出了10nm Ice Lake处理器，首次集成Sunny Cove微架构。搭载其核心的OEM产品最早将于今年圣诞节前后与大家见面。

其实在CES之前的英特尔Architecture Day上，英特尔就已经公布了Sunny Cove微架构的一些信息。近年来英特尔在14nm制程上的潜力挖掘已经接近极限，因此10nm制程处理器发布之后，架构将比以往更为重要。

Sunny Cove微架构主要聚焦在ST单核性能、全新ISA及并行性三个方面的优化和改进。从英特尔官方给出的解释来看，Sunny Cove微架构主要解决以下四个问题：

其一、增强的微架构，可并行执行更多操作。

其二、可降低延迟的新算法。

其三、增加关键缓冲区和缓存的大小，可优化以数据为中心的工作负载。

其四、针对特定用例和算法的架构扩展。例如，提升加密性能的新指令，如矢量AES和SHA-NI，以及压缩/解压缩等其它关键用例。

对于处理器来说，IPC强弱与CPU性能有直接关系。英特尔在Sunny Cove微架构IPC性能提升方式上给出了三个字：更深（deeper）、更宽（wider）、更智能（smarter）。

更深方面，Sunny Cove微架构表现在L1容量的增加，从32KB增加到48KB，而且L2缓存、uop、TLB缓存都更大。

更宽主要体现在执行管线上，Sunny Cove微架构分配单元从4个增加到5个，执行接口从8个增加到10个，L1 Store带宽翻倍。

而想要让更深、更宽发挥出应用的实力，那么就需要有更好的算法。Sunny Cove的smarte就是为此而设计。英特尔研究院院长宋继强在解答这个问题时主要提及两个方面，其一是提高分支预测精度，其二是减少延迟。另外英特尔还为Sunny Cove微架构配置了加密解密指令集，并在AI、存储、网络、矢量等方面进行全方位改进。因此对于PC用户来说，无论是消费级还是服务器用户，Sunny Cove微架构带来的变化要比10nm这个制程节点数据更有意义。

由此可见，英特尔10nm制程架构处理器本身具备足够强的基础参数，为行业创新铺下基石。

3D封装让创新有更多可能

此外，10nm制程创新不仅仅在于处理器本身提供的空间，Foveros 3D封装技术更值得关注。

Foveros 3D封装技术主要解决的是工艺问题。它能够将不同工艺之间的芯片混搭封装在一起，并且通过3D堆叠的方式减小体积，增强性能与功能。CES 2019发布会期间英特尔展示了首款通过Foveros 3D封装技术打造LakeField主板，内含有10nm高性能Ice Lake核心，同时还搭配有低功耗的Tremont核心，并整合了22nm工艺的IO核心，这个结构就是我们所说的大小核结构，主要为移动市场准备。

在一块主板上集成功能、功耗、性能不同的大小核，最直接的收益是对体积和功耗的优化。LakeField整体长度只有5个美分大小，待机功耗2mW。其中大核负责高负载运算，而当计算机处于低负载应用时，切换到小核心处理自然能够解决功耗散热等问题。这是Foveros 3D封装技术的价值所在，也是英特尔10nm制程节点为行业创新带来的最大亮点。

英特尔为PC产业铺下了创新路

英特尔在10nm制程节点的布局上拼的并非是10nm制程工艺本身，而是围绕10nm制程打造的完整生态体系。这个体系包含了我们提到的消费级、服务器处理器，也包含了前沿的Foveros 3D封装技术甚至5G、无人驾驶等前沿领域的芯片技术，同时也包含了一般用户看不见摸不着，但最终能够感受得到的微架构技术的优化。

PC产业的前行很大程度上依赖于英特尔等等这些上游企业的努力，而PC产品形态、性能、功能等层面的演进，更是与底层芯片技术无法分割开来。英特尔10nm制程落地，其意义不在于制程节点的演进，而在于为PC行业未来的发展和创新铺下了一条平滑的路，在此基础之上，OEM厂商才有了再去做更多创新的动力，才有了可以充分施展拳脚的舞台，这才是英特尔10nm之于PC行业的意义所在。