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La carta de triunfo "rediseñada" por la tecnología Intel

Para Intel, el proceso no es de ninguna manera un simple avance digital, sino una combinación mágica de avance multicanal. El 13 de agosto, el Día de la Arquitectura 2020 de Intel volvió a establecer un nuevo récord de "reingeniería".

El arquitecto jefe de Intel, Raja Koduri, se unió a varios académicos y arquitectos de Intel para presentar en detalle el progreso de Intel en los seis pilares tecnológicos de fabricación y empaquetado innovadores, arquitectura, memoria y almacenamiento, interconexión, software y seguridad.

Sobre la base de estos seis pilares técnicos, Intel se centró en la tecnología SuperFin de 10 nm relacionada con el proceso, la tecnología de "combinación híbrida" relacionada con el empaque, la arquitectura de CPU de Willow Cove y Tiger Lake, la arquitectura híbrida, la arquitectura de gráficos Xe y la arquitectura del centro de datos y afines. Software oneAPI Gold.

En términos de proceso de fabricación, la tecnología SuperFin de 10 nm es la mejora de rendimiento de un solo nodo más poderosa en la historia de la compañía, y la mejora de rendimiento que aporta es comparable a la conversión de nodo completo. La tecnología SuperFin de 10 nm se da cuenta de la combinación de transistores FinFET mejorados de Intel y condensadores Super MIM (Metal-Aislante-Metal). En comparación con los estándares de la industria, la capacitancia se ha incrementado 5 veces en el mismo espacio, lo que reduce la caída de voltaje y mejora significativamente el rendimiento del producto.

Según los informes, la tecnología se realiza mediante un nuevo tipo de material dieléctrico "alto-K" (Hi-K), que se puede apilar en capas ultrafinas con un grosor de sólo unos pocos angstroms para formar una "superrejilla" repetida. estructura . Esta es una tecnología líder en la industria, por delante de las capacidades existentes de otros fabricantes de chips.

En términos de empaque, los chips de prueba que utilizan tecnología de "unión híbrida" se grabaron en el segundo trimestre de 2020. Se entiende que la tecnología tradicional de "unión por termocompresión" se utiliza en la mayoría de las tecnologías de envasado en la actualidad, y la unión híbrida es una alternativa a esta tecnología. Esta nueva tecnología puede acelerar la realización de tonos de impacto de 10 micrones o menos, proporcionando una mayor densidad de interconexión, ancho de banda y menor potencia.

En términos de arquitectura, Intel introdujo varias arquitecturas a la vez.

Según los informes, Willow Cove es la microarquitectura de CPU de próxima generación de Intel. Willow Cove se basa en la última tecnología de procesador y la tecnología SuperFin de 10 nm, y sobre la base de la arquitectura Sunny Cove, proporciona una mejora con respecto al rendimiento de la CPU intergeneracional, mejorando en gran medida la frecuencia y la eficiencia energética. También introduce la arquitectura de caché rediseñada en el MLC de 1,25 MB más grande que no cumple con las normas y mejora la seguridad a través de la tecnología Intel Control Flow Enforcement.

Tiger Lake proporcionará un rendimiento inteligente y un gran avance en los vectores informáticos clave. Tiger Lake es la primera arquitectura de SoC en adoptar la nueva microarquitectura de gráficos Xe-LP, que puede optimizar la CPU y los aceleradores de IA, lo que permitirá mejorar el rendimiento de la CPU más allá de una generación y lograr mejoras de rendimiento de IA a gran escala y un gran salto en el rendimiento gráfico, y un conjunto completo de IP superior en todo el SoC, como el Thunderbolt 4 recién integrado.

No solo eso, la arquitectura híbrida Alder Lake es el producto cliente de arquitectura híbrida de próxima generación de Intel, que puede proporcionar una mejor relación rendimiento / potencia.

Al presentar la arquitectura de gráficos Xe, Intel presentó una serie de productos basados ​​en esta arquitectura, incluidos Xe-LP (bajo consumo), Xe-HP, Xe-HPG, Intel® Server GPU (SG1), DG1 e Intel® Graphics Command Center (IGCC).

Xe-LP es una microarquitectura y un software optimizados que pueden proporcionar un rendimiento eficiente para plataformas móviles. Esto habilitará nuevas funciones para el usuario final con ajuste instantáneo del juego (Ajuste instantáneo del juego), captura y transmisión, y nitidez de imagen. En términos de optimización de software, Xe-LP mejorará el controlador a través de la nueva ruta DX11 y el compilador optimizado. Xe-HP es la primera arquitectura de alto rendimiento, altamente escalable y de múltiples mosaicos de la industria. En el evento del Día de la Arquitectura, Intel demostró que Xe-HP transcodifica 10 secuencias de video 4K completas de alta calidad a una velocidad de 60 FPS en un solo bloque. Otra demostración también mostró la escalabilidad computacional de Xe-HP en múltiples bloques. Se entiende que Intel ahora está probando Xe-HP con clientes clave y planea permitir que los desarrolladores utilicen Xe HP a través de Intel® DevCloud. Xe-HPG es una microarquitectura optimizada para juegos y una variante de la microarquitectura Xe. Tiene una buena relación rendimiento / potencia, escalabilidad y compatibilidad con trazado de rayos acelerado.

Intel® Server GPU (SG1) es la primera tarjeta gráfica discreta basada en Xe de Intel para centros de datos, que puede aumentar el rendimiento al nivel del centro de datos en un tamaño pequeño para lograr juegos en la nube de Android de baja latencia y alta densidad y transmisión de video. DG1 es la primera tarjeta gráfica discreta de Intel basada en la arquitectura Xe y ahora está disponible en Intel® DevCloud para usuarios de acceso temprano. Intel® Graphics Command Center (IGCC) presenta nuevas características, que incluyen ajustes de juego en tiempo real y mejora del juego.

Al presentar la arquitectura del centro de datos, Intel presentó Ice Lake, Sapphire Rapids y el transceptor 224G-PAM4 TX de próxima generación. Ice Lake es el primer procesador escalable Intel Xeon basado en 10 nm que proporcionará un rendimiento sólido en términos de rendimiento y capacidad de respuesta en todas las cargas de trabajo. Sapphire Rapids es el procesador escalable Xeon de próxima generación de Intel basado en la tecnología SuperFin mejorada. Será la CPU utilizada en el sistema de supercomputación "Aurora Exascale" (Aurora Exascale) en el Laboratorio Nacional de Argonne. El primer transceptor 224G-PAM4 TX de próxima generación del mundo es el producto presentado esta vez.

En términos de software, Intel lanzó su octava versión de oneAPI Beta en julio, trayendo nuevas funciones y mejoras al análisis de datos distribuidos, incluido el rendimiento de renderizado, análisis de rendimiento y biblioteca de videos y subprocesos. Las diversas innovaciones tecnológicas en esta ocasión revelaron el progreso continuo de la estrategia de innovación de Intel de "seis pilares tecnológicos". Intel está aprovechando al máximo sus ventajas únicas para proporcionar soluciones que combinan arquitecturas escalares, vectoriales, matriciales y espaciales, que se implementan ampliamente en CPU, GPU, aceleradores y FPGA, y están unificadas por el modelo de programación abierto y estándar de la industria oneAPI. Esto simplifica el desarrollo de aplicaciones.

Introducción técnica del producto:

Tecnología SuperFin de 10 nm

La tecnología SuperFin puede proporcionar una fuente / drenaje epitaxial mejorada, un proceso de compuerta mejorado y un paso de compuerta adicional, y lograr un mayor rendimiento al:

Mejore la extensión de la estructura cristalina en la fuente y drene para aumentar la tensión y reducir la resistencia para permitir que pase más corriente a través del canal;

Mejorar la tecnología de la puerta para lograr una mayor movilidad del canal, de modo que los portadores de carga se muevan más rápido;

Proporcionar opciones de paso de puerta adicionales puede proporcionar una corriente de accionamiento más alta para las funciones del chip que requieren el mayor rendimiento;

El uso de una nueva barrera de pared delgada reduce la resistencia a la vía en un 30%, mejorando así el rendimiento de la interconexión.

Paquete

Tecnología de "unión híbrida": una alternativa a la tecnología de "unión por termocompresión", acelera la realización de tonos de impacto de 10 micrones o menos, proporcionando una mayor densidad de interconexión, ancho de banda y menor potencia.

Arquitectura de CPU de Willow Cove

Willow Cove se basa en la última tecnología de procesador y la tecnología SuperFin de 10 nm, y sobre la base de la arquitectura Sunny Cove, proporciona una mejora con respecto al rendimiento de la CPU intergeneracional, mejorando en gran medida la frecuencia y la eficiencia energética.

También introduce la arquitectura de caché rediseñada en el MLC de 1,25 MB más grande que no cumple con las normas y mejora la seguridad a través de la tecnología Intel Control Flow Enforcement.

Arquitectura de CPU de Tiger Lake

La arquitectura de Tiger Lake SoC proporciona:

El nuevo núcleo de la CPU Willow Cove, basado en el avance de la tecnología SuperFin de 10 nm, aumenta significativamente la frecuencia;

Nueva arquitectura de gráficos Xe: con hasta 96 unidades de ejecución (EU), la eficiencia del rendimiento por vatio se mejora significativamente;

Administración de energía: ajuste dinámico autónomo de voltaje y frecuencia (DVFS) en una estructura consistente para mejorar la eficiencia del regulador de voltaje completamente integrado (FIVR);

Estructura y memoria: el ancho de banda de la estructura consistente se incrementa 2 veces, aproximadamente 86 GB / s de ancho de banda de memoria, LP4x-4267 verificado, DDR4-3200; Función de arquitectura LP5-5400;

Acelerador de red gaussiano GNA 2.0 IP dedicado, utilizado para cálculos de inferencia neuronal de bajo consumo y reduce el procesamiento de la CPU. En el caso de ejecutar la carga de trabajo de supresión de ruido de audio, la utilización de la CPU del cálculo de inferencia GNA es un 20% menor que la de la CPU sin GNA;

TB4 / USB4 IO-Integrated, PCIe Gen 4 integrado en la CPU, utilizado para el acceso de dispositivos de baja latencia y alto ancho de banda a la memoria;

Pantalla: se utiliza un ancho de banda de transmisión simultánea de hasta 64 GB / s para admitir múltiples pantallas de alta resolución. Ruta de estructura dedicada a la memoria para mantener la calidad del servicio;

IPU6: hasta 6 sensores, con video 4K de 30 cuadros, imagen de 27MP de píxeles; hasta 4K90 cuadros y función de arquitectura de imagen de 42MP píxeles

Arquitectura híbrida

Alder Lake combinará las dos próximas arquitecturas de Intel, Golden Cove y Gracemont, y se optimizará para proporcionar una excelente relación rendimiento / potencia.

Arquitectura gráfica Xe

Xe-LP es la arquitectura más eficiente de Intel para PC y plataformas de computación móvil, con una configuración máxima de hasta 96 grupos de unidades de la UE, y un nuevo diseño de arquitectura, que incluye computación asincrónica, creación de instancias de vista y retroalimentación del muestreador. Un motor de medios actualizado con AV1 y un motor de visualización actualizado, etc. Esto permitirá nuevas funciones para el usuario final con ajuste instantáneo del juego (Ajuste instantáneo del juego), captura y transmisión, y nitidez de imagen. En términos de optimización de software, Xe-LP mejorará el controlador a través de la nueva ruta DX11 y el compilador optimizado.

Xe-HP es la primera arquitectura de alto rendimiento, altamente escalable y de múltiples mosaicos de la industria que proporciona rendimiento de medios a nivel de centro de datos y de rack, escalabilidad de GPU y optimización de IA. Cubre el cálculo del rango dinámico de un mosaico a dos y cuatro mosaicos, y su función es similar a una GPU multinúcleo.

Xe-HPG es una variante de la microarquitectura Xe, que es una microarquitectura optimizada para juegos. Sobre la base de los componentes básicos de Xe-LP, se agrega un nuevo subsistema de memoria basado en GDDR6 para mejorar el rendimiento de costos y tendrá luz acelerada. Soporte de seguimiento.

Intel® Server GPU (SG1) es la primera tarjeta gráfica discreta basada en Xe de Intel para centros de datos. SG1 logra la agregación de 4 DG1, que pueden mejorar el rendimiento al nivel del centro de datos en un tamaño pequeño para lograr juegos en la nube de Android de baja latencia y alta densidad y transmisión de video.

DG1 es la primera tarjeta gráfica discreta de Intel para PC basada en la microarquitectura Xe-LP.

Intel® Graphics Command Center (IGCC) presenta nuevas características, que incluyen ajustes de juego en tiempo real y mejora del juego. El ajuste instantáneo del juego es un controlador específico del juego que puede impulsar las reparaciones y optimizaciones a los usuarios finales más rápido que antes, y no requiere descargar e instalar controladores completos. Solo requiere que los usuarios elijan unirse una vez en cada juego; La nitidez de juegos utiliza la nitidez adaptativa perceptiva, un algoritmo de nitidez adaptativo basado en sombreadores computacionales para mejorar la claridad de la imagen en los juegos. Esta función es especialmente útil para juegos que utilizan escalas de resolución para equilibrar el rendimiento y la calidad de imagen, y es una función opcional en IGCC.

Arquitectura del centro de datos

Ice Lake es el primer procesador escalable Intel Xeon basado en 10nm. Los productos Ice Lake proporcionarán un rendimiento sólido en términos de rendimiento y capacidad de respuesta en todas las cargas de trabajo. Traerá una serie de tecnologías, incluido el cifrado de memoria completo, PCIe Gen 4, 8 canales de memoria, etc., y un conjunto de instrucciones mejorado que puede acelerar las operaciones criptográficas.

Sapphire Rapids es el procesador escalable Xeon de próxima generación de Intel basado en la tecnología SuperFin mejorada. Proporcionará tecnologías estándar líderes en la industria, incluidas DDR5, PCIe Gen 5, Compute Express Link 1.1, etc.

software

oneAPI Gold proporciona a los desarrolladores soluciones que garantizan la calidad y el rendimiento a nivel de producto en arquitectura escalar, vectorial, matricial y espacial. La GPU discreta DG1 está actualmente disponible para algunos desarrolladores en Intel® DevCloud, que contiene bibliotecas y kits de herramientas DG1 para permitirles comenzar a escribir software relacionado con DG1 utilizando oneAPI antes de que sean propietarios del hardware.