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六大技術(shù)戰(zhàn)略 利劍出鞘 英特爾為何能持續(xù)引領(lǐng)創(chuàng)新

2019-02-28
關(guān)鍵詞: 晶體管 摩爾定律 英特爾

隨著制程-架構(gòu)技術(shù)演進速度放緩,不少聲音認為摩爾定律已然失效,已經(jīng)不適用于現(xiàn)階段以及未來半導(dǎo)體制程架構(gòu)發(fā)展的規(guī)律。不過,如果從摩爾定律本身出發(fā)來看的話就會發(fā)現(xiàn),雖然在晶體管含義層面摩爾定律似乎快要褪色,但它仍然不失為一條極富普適性的經(jīng)濟規(guī)律,在很多方興未艾的新興行業(yè)里,摩爾定律仍然是最為黃金的準則之一,代表著一種追求創(chuàng)新永不停歇的精神。

筆者認為,如果把14nm制程之前的半導(dǎo)體行業(yè)歸為摩爾定律的“微觀”時代的話,那么14nm制程之后,半導(dǎo)體行業(yè)將迎來摩爾定律的“宏觀”時代。

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六大技術(shù)支柱點燃創(chuàng)新引擎:從聚焦制程架構(gòu)突破到同時注重六大領(lǐng)域綜合性能

時下,半導(dǎo)體制程工藝和架構(gòu)技術(shù)的發(fā)展,以及價格成本等方面已經(jīng)與過去產(chǎn)生了極大差異。同時,事實證明制程和架構(gòu)技術(shù)已經(jīng)不是半導(dǎo)體行業(yè)發(fā)展的唯一準則??蛻絷P(guān)心的是整體性能,而不只是采用了什么制程工藝。未來半導(dǎo)體行業(yè)的發(fā)展,將牽涉到除制程、架構(gòu)之外更多相關(guān)聯(lián)的領(lǐng)域。如存儲、互聯(lián)、軟件甚至是安全性等層面。為此,英特爾在2018年末的架構(gòu)日活動上,提出了六大戰(zhàn)略支柱,明確其在制程、架構(gòu)、存儲、互聯(lián)、安全、軟件方面為產(chǎn)業(yè)構(gòu)建全方位生態(tài)體系,這是摩爾定律宏觀時代英特爾交出的第一份答卷。

如今,單純的制程-架構(gòu)升級已經(jīng)越來越難以適應(yīng)多變的產(chǎn)業(yè)環(huán)境。制程、架構(gòu)雖然仍舊是最為重要的兩大因素,但不再是唯一。英特爾六大戰(zhàn)略支柱的提出,正是為應(yīng)對未來變化莫測的半導(dǎo)體芯片行業(yè)發(fā)展而提出的核心原則。

在分析六大戰(zhàn)略支柱對于行業(yè)創(chuàng)新的助力作用之前,我們不妨先來看看英特爾六大戰(zhàn)略支柱的解讀和意義

制程:制程技術(shù)仍然很重要。通過先進的3D封裝技術(shù),英特爾希望在最需要的目標IP模塊上應(yīng)用最新工藝,與單片設(shè)計的單獨工藝和結(jié)構(gòu)分離。因此英特爾推出了Foveros設(shè)計平臺,這個平臺包括異構(gòu)的CPU設(shè)計,將在2019年下半年推出一系列有關(guān)產(chǎn)品。

架構(gòu):英特爾很久以前就已經(jīng)不再以CPU為其唯一中心,無論收購Altera、Nervana、Movidius、eASIC,還是宣布將于2020推出獨立GPU,都是其轉(zhuǎn)型的證明。英特爾還悄悄創(chuàng)建了用于網(wǎng)絡(luò)和運營商的ASIC加速器,并取得了相當大的成功。

英特爾現(xiàn)在認識到,基于標量、矢量、矩陣和空間架構(gòu)的處理器對客戶同樣重要,因此英特爾將在CPU、GPU、FPGA和AI加速器中部署這些功能。當然,英特爾的轉(zhuǎn)型非常迅速,也需要更加強內(nèi)部和外部的溝通。

內(nèi)存:當多個高速模塊整合到單一封裝中之后,高速的內(nèi)部存儲對跨模塊共享所有數(shù)據(jù)、減少芯片外延遲,都是至關(guān)重要的。正如我們在傲騰上看到的那樣,一旦有機會,英特爾就會全力以赴。

互聯(lián):隨著英特爾對IP模塊進行分割,處理器之間和封裝之間的通信便對整個局勢更加重要。此外,隨著需要處理和存儲的數(shù)據(jù)越來越多,無線和數(shù)據(jù)中心互聯(lián)對于在先進封裝芯片之間的數(shù)據(jù)傳輸變得至關(guān)重要。

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軟件:英特爾已經(jīng)意識到,硬件的每一次巨大飛躍,軟件都有機會提升兩倍的性能,英特爾會將更多資源投入到軟件上。此前,英特爾已經(jīng)在openVINO方面取得了很大的進步,至強的機器學(xué)習(xí)性能也提升了好幾個數(shù)量級。

以英特爾架構(gòu)日活動上發(fā)布的“One API”為例,它汲取了openVINO上的經(jīng)驗,可以簡化跨CPU、GPU、FPGA、AI和其它加速器的各種計算引擎的編程,提供相關(guān)的工具和庫。

安全:英特爾在架構(gòu)、設(shè)計和產(chǎn)品中會更多地考慮安全性。英特爾新設(shè)了一個安全部門(IPAS),將優(yōu)秀的安全人才匯聚到一起,在發(fā)現(xiàn)危險的時立刻發(fā)出警報,甚至?xí)和.a(chǎn)品研發(fā)推進來為客戶保駕護航。

從根本意義上來說,英特爾六大戰(zhàn)略支柱幾乎涵蓋了半導(dǎo)體領(lǐng)域本身以及所有最重要的相關(guān)聯(lián)行業(yè),它們共同為這些行業(yè)的創(chuàng)新打下了堅實基礎(chǔ)。放眼全局,以硬件為根基、以平臺級解決方案為動力來推動行業(yè)創(chuàng)新才是英特爾未來立足的根基。

近年來,英特爾在5G、人工智能、自動駕駛、IoT等領(lǐng)域傾注了大量精力,但歸根結(jié)底,都離不開底層硬件基礎(chǔ)。在數(shù)據(jù)中心層面,至強可擴展處理器與傲騰技術(shù)保駕護航;人工智能領(lǐng)域,英特爾通過全棧式產(chǎn)品布局,以通用芯片和專用型處理器為AI推理提供驅(qū)動力。

此外,F(xiàn)overos 3D封裝技術(shù)也是意義深遠的平臺級解決方案。以往單片時代處理器內(nèi)部的CPU核心、GPU核心、IO單元、內(nèi)存控制器等子單元都必須是同一工藝制程下設(shè)計的,不過在實際應(yīng)用中其實并不需要大家都一樣。比如CPU、GPU核心需要更高的性能,那么以更加先進的工藝去設(shè)計制造是必要的。但是像IO單元、控制器等器件,就不需要這么先進的工藝了。以前的封裝技術(shù)無法解決這種問題,但是通過EMIB或Foveros就可以實現(xiàn)不同工藝芯片之間的堆疊封裝了。

3D堆疊封裝示意

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對于OEM合作伙伴來說,全新的封裝技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)客制化需求,這一點極為重要。以往英特爾與OEM的關(guān)系是“我升級芯片你做相應(yīng)的產(chǎn)品”。OEM的選擇權(quán)不大,只能跟著英特爾的節(jié)奏走,英特爾不更新OEM就只能干等著。全新封裝技術(shù)的出現(xiàn),可以允許OEM去向英特爾客制化自己想要的芯片,從而在不同類型、不同形態(tài)的產(chǎn)品之上選擇不同的芯片方案,更加靈活,其創(chuàng)新性不言而喻。

從引領(lǐng)制程架構(gòu)創(chuàng)新到為新興計算領(lǐng)域創(chuàng)新提供源動力

近幾年,英特爾開始從以PC為中心的公司轉(zhuǎn)型為以數(shù)據(jù)服務(wù)為中心的公司,其實這本身就是一個從微觀走向宏觀的過程。在這種背景之下,制程節(jié)點演進、架構(gòu)技術(shù)升級、處理器性能提升對于英特爾來說已經(jīng)不再是唯一使命。

其實在年初的CES 2019英特爾發(fā)布會上就可以初窺端倪。英特爾除了正式宣布10nm制程落地之外,更為重要的是通過創(chuàng)新性的技術(shù),為10nm制程構(gòu)建起了非常完整的生態(tài)體系。其中包括:分別面向消費級和服務(wù)器、數(shù)據(jù)中心的10nm Ice Lake平臺;面向封裝領(lǐng)域的Foveros 3D封裝技術(shù),以及首款3D封裝平臺LakeField;同時還包括面向5G領(lǐng)域的SnowRidge平臺。

英特爾10nm擁有更完整的生態(tài)體系

這些新平臺不僅僅涉及到傳統(tǒng)的制程、架構(gòu)領(lǐng)域,同時還涉及到了5G領(lǐng)域的創(chuàng)新,超微互聯(lián)領(lǐng)域(Foveros 3D封裝)的技術(shù)革新。

除此之外,英特爾在存儲技術(shù)領(lǐng)域也有新的動作——將傲騰內(nèi)存與QLC固態(tài)硬盤融合,一方面使SSD的性能得到提升;另一方面也可以借助傲騰內(nèi)存的緩存特性,有效延長QLC閃存的壽命。這也是英特爾在存儲領(lǐng)域針對創(chuàng)新交出的第一份答卷。

全新的傲騰內(nèi)存解決方案

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安全層面,英特爾一直以來都非常重視。去年X86、ARM架構(gòu)處理器普遍遭受的熔斷、幽靈漏洞威脅,英特爾也是最早作出積極回應(yīng)以及有效應(yīng)對方案的半導(dǎo)體企業(yè)。

可以說,六大戰(zhàn)略支柱的提出,不僅僅明確了未來英特爾自身的聚焦領(lǐng)域,同時還為新時代下半導(dǎo)體制程及相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展埋下了創(chuàng)新的種子。

風(fēng)雨50年,英特爾在競爭慘烈的半導(dǎo)體領(lǐng)域里浴血奮戰(zhàn),成為當今世界范圍內(nèi)最具影響力的科技公司之一,同時也站在了半導(dǎo)體行業(yè)的最高峰之上。

六大戰(zhàn)略支柱的提出,可以看作是英特爾回歸本源,安下心來推動半導(dǎo)體制程架構(gòu)革新的征程再起,也可以看作是英特爾為引領(lǐng)未來產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新埋下的定海神針。近年來,英特爾以果決的執(zhí)行力從以PC芯片為核心的公司轉(zhuǎn)型為以數(shù)據(jù)為中心的公司,以適應(yīng)未來多變、多元化時代的計算需求。因此,制程、架構(gòu)、內(nèi)存、互聯(lián)、軟件和安全六大戰(zhàn)略支柱的提出,是時代發(fā)展的客觀需求,也是點燃未來創(chuàng)新引擎驅(qū)動的必然。

今天的計算平臺范圍已經(jīng)變得非常廣泛

此外,從端到端的解決方案,到邊緣計算,從數(shù)據(jù)中心到5G、AI、自動駕駛等等這些聚焦領(lǐng)域,英特爾借助底層硬件優(yōu)勢以及平臺級方案整合能力,輔以技術(shù)創(chuàng)新能力和卓越計算能力,為驅(qū)動


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