英特尔最新一代10nm重新定义晶体管，Tiger Lake架构性能提升达20%

【新智元导读】英特尔在今年的架构日上介绍了在六大技术支柱方面的最新进展，全新的10nm SF工艺可媲美节点转化，还有Willow Cove与Tiger Lake CPU架构，Xe显卡等让人大饱眼福。

此前，英特尔宣布7nm工艺延期，让业界纷纷猜疑美国主导的半导体时代将要走向终结！

然而就在今天，英特尔抛出了一枚重磅炸弹，回应了外界的质疑。

在英特尔2020年架构日上，英特尔首席架构师 Raja Koduri 携手多位英特尔院士和架构师详细介绍了英特尔在六大技术支柱方面的最新进展。

全新的 10nm SuperFin 晶体管技术，可实现全扩展的Xe图形架构，还有下一代 Willow Cove 和 Tiger Lake SoC 架构等最新技术首次亮相。

英特尔推出全新的 10nm SuperFin 晶体管技术，这是该公司有史以来最为强大的单节点内性能增强。

首席架构师 Raja Koduri 表示，「经过多年对FinFET晶体管技术的改进，英特尔正在重新定义该技术，以实现其历史上最强大的单节点内性能增强，带来的性能提升可与完全节点转换相媲美。」

10nm SuperFin 技术实现了增强型FinFET晶体管与Super MIM（Metal-Insulator-Metal）电容器的结合。

SuperFin 技术主要是通过5个方面的晶体管工艺优化来实现制程工艺的性能提升：

1 优化源极与漏极结构：增强源极和漏极上晶体结构的外延长度，从而增加应变并减小电阻，以允许更多电流通过通道。

2 改进栅极工艺：为了实现更高的通道迁移率而改进栅极工艺，从而使电荷载流子更快地移动。

3 增加额外栅极间距：提供额外的栅极间距选项可为需要最高性能的芯片功能提供更高的驱动电流。

4 使用新型薄壁阻隔：可以将过孔电阻降低了30％，从而提升了互连性能表现。

5 电容增加：与行业标准相比，SuperFin工艺在同等占位面积里的电容增加了5倍，不仅减少了电压下降，同时也提升了产品性能。

Raja Koduri 表示，「这可能将英特尔下一代处理器的性能提高多达20％」。

据悉，10nm SuperFin 技术将用于英特尔代号为 Tiger Lake 的下一代移动处理器，现已投产，OEM笔记本将在今年晚些时候的假日购物季上市。

Willow Cove 是英特尔的下一代CPU微架构基于10nm SuperFin工艺和最新的处理器技术，与上一代的 Sunny Cove 架构相比，大幅提升了频率以及功率效率，

这款微架构还将重新设计的缓存架构引入到更大的非相容 1.25MB MLC 中，并通过英特尔控制流强制技术（Control Flow Enforcement Technology）增强了安全性。

Tiger Lake SoC 采用全新 Xe-LP 图形微架构，同时基于全新的Willow Cove CPU核。Tiger Lake的性能超越上一代CPU，并实现大规模的AI性能和图形性能的飞跃。

Tiger Lake SoC 拥有以下8个特性：

1 全新Willow Cove CPU核心：基于10nm SuperFin技术进步，显著提升频率

2 新Xe图形架构：具有高达96个执行单元（EUs），每瓦性能效率显著提高

3 电源管理：一致性结构中的自主动态电压频率调整（DVFS），提高了全集成电压稳压器（FIVR）效率

4 结构和内存：一致性结构带宽增加 2 倍，约 86GB/s 内存带宽，经验证的 LP4x-4267、DDR4-3200；LP5-5400 架构功能

5 高斯网络加速器GNA 2.0专用 IP，用于低功耗神经推理计算，减轻CPU处理。运行音频噪音抑制工作负载情况下，采用GNA推理计算的CPU利用率比不采用GNA的CPU低 20%

6 IO：集成TB4/USB4，CPU上集成PCIe Gen 4，用于低延迟、高带宽设备对内存的访问

7 显示：高达64GB/s 的同步传输带宽用于支持多个高分辨率显示器。到内存的专用结构路径，以保持服务质量

8 IPU6：多达6个传感器，具有4K30帧视频、27MP像素图像；最高4K90帧和 42MP 像素图像架构功能

在今天的架构日上，英特尔首次详细介绍了可实现全扩展的Xe图形架构。对于Xe图形架构，英特尔将其定义为「并行矢量矩阵架构」，即高度并行，适合扩展多种场景。

Xe图形架构目前有Xe-LP、Xe-HP、Xe-HPC、Xe-HPG四个系列。

英特尔GPU的主要优势在于可以适应全新的工作负载，适应AI、视觉云计算等。针对GPU优化，Xe GPU可以自适应优化，在后台就最大化GPU性能。

英特尔推出的首款 Xe-HP 芯片是Xe微架构变体，专为游戏优化的微架构。它结合了Xe-LP性能良好的构建基块，利用Xe-HP可扩展性对Xe-HPC进行更强配置和计算频率优化。

英特尔宣布，已经开始生产首款Xe架构产品DG1，将于今年晚些时候开始交付。

此外，英特尔还展示了两大数据中心架构Ice Lake和Sapphire Rapids，下一代混合架构Alder Lake，封装技术和软件等方面的进展。