2023英特爾on技術(shù)創(chuàng)新大會首秀驚艷：多領(lǐng)域關(guān)鍵技術(shù)突破迎接AI時(shí)代到來

2023英特爾on技術(shù)創(chuàng)新大會首秀驚艷：多領(lǐng)域關(guān)鍵技術(shù)突破迎接AI時(shí)代到來

在今天早些時(shí)候召開的2023英特爾on技術(shù)創(chuàng)新大會上，CEO帕特·基辛格通過一場精彩的主題演講，公布了英特爾當(dāng)下以及未來幾年內(nèi)眾多新技術(shù)進(jìn)展。除了穩(wěn)步推進(jìn)“四年五個(gè)制程節(jié)點(diǎn)”計(jì)劃之外，還展示了首個(gè)基于通用芯粒高速互連開放規(guī)范（UCIe）的多芯粒封裝，同時(shí)公布了領(lǐng)先的玻璃基板封裝技術(shù)，并且在AI PC、第五代至強(qiáng)、Gaudi 2 AI硬件加速器等方面放出了眾多重要信息，通過這些信息，我們能夠洞察到英特爾未來幾年內(nèi)的發(fā)展方向。

接下來就讓我們通過本文，一起來了解本屆英特爾技術(shù)創(chuàng)新大會吧。

在產(chǎn)品端，英特爾公布了第五代至強(qiáng)可擴(kuò)展處理器的全新細(xì)節(jié)，其能效與性能方面大幅提升，并且將推出最高支持288個(gè)能效核心的至強(qiáng)級處理器新品，該系列將于2023年12月14日正式發(fā)布。

同時(shí)，備受關(guān)注的第一代英特爾酷睿Ultra處理器也公布了上市日期，同樣是12月14日。酷睿Ultra即Meteor Lake處理器，它是首個(gè)基于Intel 4制程工藝打造、首款集成神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理單元（NPU）的、采用全新模塊化架構(gòu)設(shè)計(jì)的高性能移動級處理器，關(guān)于Meteor Lake的技術(shù)細(xì)節(jié)，我們已經(jīng)在《進(jìn)入Intel 4制程節(jié)點(diǎn) 采用分離式模塊化設(shè)計(jì) 英特爾Meteor Lake深度解析》一文中進(jìn)行詳細(xì)解讀。

在AI方面，除了面向消費(fèi)級市場的基于Meteor Lake平臺打造的AI PC之外，英特爾還公布了基于至強(qiáng)處理器和英特爾Gaudi 2 AI硬件加速器打造的大型AI超級計(jì)算機(jī)設(shè)備，這款設(shè)備將提供給Stability AI等客戶。

在開發(fā)和軟件層面，英特爾宣布英特爾云開發(fā)者云平臺已全面上線，該平臺用于測試和構(gòu)建AI等高性能的應(yīng)用程序。同時(shí)，英特爾推出了全新的發(fā)行版OpenVINO工具套件2023.1版，它將幫助開發(fā)者解鎖新的AI功能。

從上述關(guān)鍵信息可以看出，今年的英特爾on技術(shù)創(chuàng)新大會，AI成為英特爾提及的最頻繁詞匯。

英特爾公司首席執(zhí)行官帕特·基辛格（Pat Gelsinger）表示：“AI代表著新時(shí)代的到來。AI正在催生全球增長的新時(shí)代，在新時(shí)代中，算力起著更為重要的作用，讓所有人迎來更美好的未來。對開發(fā)者而言，這將帶來巨大的社會和商業(yè)機(jī)遇，以創(chuàng)造更多可能，為世界上的重大挑戰(zhàn)打造解決方案，并造福地球上每一個(gè)人。”

在本屆大會主題演講中，基辛格展示了英特爾如何在其各種硬件產(chǎn)品中加入AI能力，并通過開放、多架構(gòu)的軟件解決方案推動AI應(yīng)用的普及。基辛格還強(qiáng)調(diào)了AI對“芯經(jīng)濟(jì)”的推動作用，“芯經(jīng)濟(jì)”指的是“在芯片和軟件的推動下，正在不斷增長的經(jīng)濟(jì)形態(tài)”。如今，芯片形成了規(guī)模達(dá)5740億美元的產(chǎn)業(yè)，并驅(qū)動著全球約8萬億美元的技術(shù)經(jīng)濟(jì)（tech economy）。

·制程、封裝及多芯粒解決方案

“芯經(jīng)濟(jì)”的蓬勃發(fā)展始于芯片技術(shù)的創(chuàng)新。基辛格表示，英特爾的“四年五個(gè)制程節(jié)點(diǎn)”計(jì)劃進(jìn)展順利，Intel 7已經(jīng)實(shí)現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)，Intel 4已經(jīng)生產(chǎn)準(zhǔn)備就緒，Intel 3也在按計(jì)劃推進(jìn)中，目標(biāo)是2023年年底。預(yù)計(jì)將于2024年面市的Intel 20A制程打造的Arrow Lake處理器，其首批測試芯片也在本屆大會上亮相，并已經(jīng)可以在AI應(yīng)用方面提供超強(qiáng)的性能支持。Intel 20A最為關(guān)鍵的技術(shù)是，是首次采用PowerVia背面供電技術(shù)以及新型全環(huán)繞柵極晶體管RibbonFET，兩項(xiàng)新技術(shù)應(yīng)用將為接下來2024年下半年的Intel 18A制程的順利推進(jìn)奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

在加速制程推進(jìn)之外，本屆大會最為驚艷的一項(xiàng)突破性技術(shù)就是應(yīng)用于封裝領(lǐng)域的玻璃基板（glass substrates）。經(jīng)過十年研究，英特爾已經(jīng)領(lǐng)先業(yè)界實(shí)現(xiàn)了用于先進(jìn)封裝的玻璃基板，它將于2020年代后期推出，是一項(xiàng)現(xiàn)在看來真正的未來技術(shù)。

隨著對更強(qiáng)大算力的需求不斷增長，以及半導(dǎo)體行業(yè)進(jìn)入在封裝中集成多個(gè)芯粒的異構(gòu)時(shí)代，封裝基板在信號傳輸速度、供電、設(shè)計(jì)規(guī)則和穩(wěn)定性方面的改進(jìn)變得至關(guān)重要。與目前使用的有機(jī)基板相比，玻璃基板具有卓越的機(jī)械、物理和光學(xué)特性，可以在封裝中連接更多晶體管，提供更高質(zhì)量的微縮，并支持構(gòu)建更大的芯片組（即“系統(tǒng)級封裝”）。芯片架構(gòu)師將有能力在一個(gè)封裝中以更小的尺寸封裝更多的芯粒模塊，同時(shí)以更靈活、總體成本和功耗更低的方式實(shí)現(xiàn)性能和密度的提升。

根據(jù)官方數(shù)據(jù)來看，玻璃基板可耐受更高的溫度，將變形（pattern distortion）減少50%，并具有極低的平面度，可改善光刻的聚焦深度（depth of focus），還達(dá)到了實(shí)現(xiàn)極緊密的層間互連疊加所需的尺寸穩(wěn)定性。由于這些獨(dú)特的性能，玻璃基板上的互連密度有望提升10倍。此外，玻璃機(jī)械性能的改進(jìn)實(shí)現(xiàn)了非常高的超大尺寸封裝良率。

玻璃基板對更高溫度的耐受性，也讓芯片架構(gòu)師能夠更靈活地設(shè)置電源傳輸和信號路由設(shè)計(jì)規(guī)則，因?yàn)樗诟邷囟认碌墓ぷ髁鞒讨校峁┝藷o縫集成光互連器件和將電感器和電容器嵌入玻璃的能力。因此，采用玻璃基板可以達(dá)成更好的功率傳輸解決方案，同時(shí)以更低的功耗實(shí)現(xiàn)所需的高速信號傳輸，有助于讓整個(gè)行業(yè)更接近2030年在單個(gè)封裝內(nèi)集成1萬億個(gè)晶體管的目標(biāo)。

所以采用玻璃基板替代現(xiàn)有的有機(jī)基板，可以解決到2020年代末期，半導(dǎo)體行業(yè)在使用有機(jī)材料的硅封裝中微縮晶體管的能力可能將達(dá)到極限的問題。

此外，英特爾還展示了基于通用芯粒高速互連開放規(guī)范（UCIe）的測試芯片封裝。該測試芯片集成了基于Intel 3制程節(jié)點(diǎn)的英特爾UCIe IP芯粒，和基于TSMC N3E制程節(jié)點(diǎn)的Synopsys UCIe IP芯粒。這些芯粒通過EMIB（嵌入式多芯片互連橋接）先進(jìn)封裝技術(shù)互連在一起。英特爾代工服務(wù)（Intel Foundry Services）、TSMC和Synopsys攜手推動UCIe的發(fā)展，體現(xiàn)了三者支持基于開放標(biāo)準(zhǔn)的芯粒生態(tài)系統(tǒng)的承諾。

基辛格表示，摩爾定律的下一波浪潮將由多芯粒封裝技術(shù)所推動，如果開放標(biāo)準(zhǔn)能夠解決IP集成的障礙，它將很快變成現(xiàn)實(shí)。發(fā)起于去年的UCIe標(biāo)準(zhǔn)將讓來自不同廠商的芯粒能夠協(xié)同工作，從而以新型芯片設(shè)計(jì)滿足不同AI工作負(fù)載的擴(kuò)展需求。目前，UCIe開放標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)得到了超過120家公司的支持。

·以性能提升推動AI無處不在

隨著AI應(yīng)用大量落地，算力需求就會不斷提升，因此解決算力問題對于英特爾來說非常重要，也是英特爾對于業(yè)界的一種承諾。

近期公布的MLPerf AI推理性能測試結(jié)果進(jìn)一步加強(qiáng)了英特爾的承諾，即覆蓋各種規(guī)模的AI模型，包括更大、更具挑戰(zhàn)性的生成式AI和大語言模型。測試結(jié)果亦證明了英特爾Gaudi 2加速器能夠提供滿足AI計(jì)算需求的絕佳解決方案。

阿里云首席技術(shù)官周靖人也闡述了阿里巴巴如何將內(nèi)置AI加速器的第四代英特爾至強(qiáng)可擴(kuò)展處理器用于其生成式AI和大語言模型，即“阿里云通義千問大模型”。周靖人表示，英特爾技術(shù)“大幅縮短了模型響應(yīng)時(shí)間，平均加速可達(dá)3倍”。

英特爾還預(yù)覽了下一代英特爾至強(qiáng)處理器，并透露第五代英特爾至強(qiáng)處理器將于12月14日發(fā)布，屆時(shí)，將在相同的功耗下為全球數(shù)據(jù)中心提高性能和存儲速度。此外，具備高能效的能效核（Ecore）處理器Sierra Forest將于2024年上半年上市。與第四代至強(qiáng)相比，擁有288核的該處理器預(yù)計(jì)將使機(jī)架密度提升2.5倍，每瓦性能提高2.4倍。緊隨Sierra Forest發(fā)布的是具備高性能的性能核（Pcore）處理器Granite Rapids，與第四代至強(qiáng)相比，其AI性能預(yù)計(jì)將提高2到3倍。

此外，英特爾還公布了2025年將會推出的代號為Clearwater Forest的下一代至強(qiáng)能效核處理器，它將基于Intel 18A制程節(jié)點(diǎn)制造。

·英特爾酷睿Ultra構(gòu)建AI PC元年

本屆大會，AI PC正式被提及。通過PC，AI也將變得更加個(gè)人化。基辛格說：“AI將通過云與PC的緊密協(xié)作，進(jìn)而從根本上改變、重塑和重構(gòu)PC體驗(yàn)，釋放人們的生產(chǎn)力和創(chuàng)造力。我們正邁向AI PC的新時(shí)代。”

這樣全新的PC體驗(yàn)，即將在接下來推出的產(chǎn)品代號為Meteor Lake的英特爾酷睿Ultra處理器上得到展現(xiàn)。該處理器配備英特爾首款集成的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理器（NPU），用于在PC上帶來高能效的AI加速和本地推理體驗(yàn)。基辛格確認(rèn)，酷睿Ultra將在2023年12月14日發(fā)布。

酷睿Ultra處理器是英特爾客戶端處理器路線圖的一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)：該款處理器是首個(gè)采用Foveros封裝技術(shù)的客戶端芯粒設(shè)計(jì)。除了NPU以及Intel 4制程節(jié)點(diǎn)在性能功耗比上的重大進(jìn)步外，這款處理器還通過集成英特爾銳炫顯卡，帶來了獨(dú)立顯卡級別的性能。

在臺上，基辛格展示了全新AI PC的眾多使用場景，宏碁首席運(yùn)營官高樹國介紹了搭載酷睿Ultra處理器的宏碁筆記本電腦。高樹國表示：“我們與英特爾團(tuán)隊(duì)合作，通過OpenVINO工具包共同開發(fā)了一套宏碁AI庫，以充分利用英特爾酷睿Ultra平臺，還共同開發(fā)了AI庫，最終將這款產(chǎn)品帶給用戶。”

·結(jié)語

在一個(gè)多小時(shí)的主題演講過程中，英特爾仿佛展開了一幅圍繞AI計(jì)算、AI應(yīng)用所“創(chuàng)作”的精美畫卷，它描摹了英特爾對于AI應(yīng)用前景的暢想，也描摹了英特爾為實(shí)現(xiàn)暢想而做出的努力；它描摹了AI宏觀生態(tài)的構(gòu)建，也描摹了具象化的AI計(jì)算與應(yīng)用細(xì)節(jié)。

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