日前，英特爾發(fā)布了新一代的處理器Lakefield。關(guān)于性能上的提升，我們不去過多描述。我們來談一下他們?cè)谠O(shè)計(jì)上的改變。

　　據(jù)wikichip報(bào)道，Lakefield對(duì)于所引入的技術(shù)及其所帶來的挑戰(zhàn)也具有重要意義。

　　盡管異構(gòu)多核芯片在移動(dòng)領(lǐng)域并不是新事物，但在x86領(lǐng)域卻是新事物。Lakefield是首批具有兩種完全不同的核心體系結(jié)構(gòu)的x86產(chǎn)品。其動(dòng)機(jī)與Arm的big.LITTLE架構(gòu)非常相似，可以利用高吞吐量的工作負(fù)載是的高能效內(nèi)核享受更高的電源效率，而大型內(nèi)核則可以達(dá)到峰值性能。同樣，對(duì)于復(fù)雜的工作負(fù)載，強(qiáng)大的OoO核心可以在需要時(shí)提供更高的性能。至少從理論上講，這種動(dòng)機(jī)也應(yīng)適用于其他類型的產(chǎn)品，例如同時(shí)提供高單線程性能和高吞吐量性能的服務(wù)器部件。Lakefield與Arm的傳統(tǒng)big.LITTLE架構(gòu)有所不同，因?yàn)門remont核心絕非“小”（例如，A55）。它們是功能強(qiáng)大的亂序內(nèi)核。但是，盡管它們的峰值性能有所下降，但它們確實(shí)提供了比英特爾大內(nèi)核更好的性能/性能。

　　除了硬件之外，還需要 advanced scheduling 才能做到這一點(diǎn)。有趣的是，根據(jù)SoC提供的反饋，Windows能夠很好地遷移工作負(fù)載。如果英特爾希望在更多產(chǎn)品組合中使用該技術(shù)，那么正確實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)至關(guān)重要。話雖如此，Lakefield還是做了妥協(xié)。為了簡化流程遷移，Tremont內(nèi)核和Sunny Cove內(nèi)核都減少到具有對(duì)稱ISA支持的最小公分母。這意味著Sunny Cove核心上不支持AVX，AVX2和AVX512（Ice Lake中 Sunny Cove核心的一大優(yōu)勢）。盡管它使內(nèi)核之間的工作負(fù)載遷移變得簡單，但它錯(cuò)過了過去十年中引入的許多出色的矢量指令。

　　在2009年的HPCA論文中，英特爾提出了許多算法和操作系統(tǒng)增強(qiáng)功能，這些功能和增強(qiáng)功能將允許具有重疊但不相同的指令集的異構(gòu)內(nèi)核正常工作。這種支持可能使將來的Lakefield芯片在小內(nèi)核上最多支持SSE 4.1，同時(shí)在大內(nèi)核上提供完整的AVX512支持。

　　在英特爾2018年架構(gòu)日，為Tremont的后繼者Gracemont提到的路線圖要點(diǎn)之一是“ Vector Performance”。矢量性能可能意味著許多不同的事物，并且可能的選擇是AVX支持。在小型內(nèi)核上引入AVX有點(diǎn)奇怪，但是它將對(duì)所有內(nèi)核的ISA支持升級(jí)到他們選擇支持的任何AVX擴(kuò)展。

　　Tremont上沒有大的矢量支持，這是核心占用極少硅面積的部分原因。實(shí)際上，按照他們目前的設(shè)計(jì)，整個(gè)Tremont集群的大小幾乎與單個(gè)Sunny Cove核心的大小相同。四核Tremont集群應(yīng)接近或可比四核Haswell組的整數(shù)性能，同時(shí)提供更高的功率效率。這些是相當(dāng)不錯(cuò)的PPA數(shù)字。Lakefield的整個(gè)計(jì)算芯片僅占82平方毫米，采用最新的第二代（10nm +）工藝封裝了40.5億個(gè)晶體管。

　　Lakefield封裝是另一個(gè)亮點(diǎn)。該芯片利用英特爾的Foveros技術(shù)將計(jì)算芯片3D堆疊到基本芯片上。為了利用公司最新的高密度高性能晶體管，計(jì)算芯片在10nm +上制造，而基礎(chǔ)芯片則在22FFL上制造。

　　22FFL是英特爾公司對(duì)成本敏感的低功耗工藝，可用于制造許多待機(jī)邏輯電路和其他可從低泄漏晶體管中受益的模擬I / O電路。例如，在Lakefield，所有PCIe PHY已從計(jì)算芯片移至基本芯片。Lakefield的基礎(chǔ)裸片比計(jì)算裸片稍大，僅占92mm?，封裝了6.5億個(gè)晶體管。

　　散熱是3D堆疊中的一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。這不僅僅因?yàn)長akefield可以做到7 W的功耗表現(xiàn)，其實(shí)這個(gè)問題沒有產(chǎn)品都無法幸免。如果要在高性能應(yīng)用中引入3D堆疊，必須進(jìn)行優(yōu)化以實(shí)現(xiàn)更好的散熱效果。而Lakefield已經(jīng)引入了許多優(yōu)化措施來幫助散熱。鑒于Lakefield的計(jì)算芯片有效地夾在POP內(nèi)存和基礎(chǔ)芯片之間，因此確保熱量能夠有效地釋放計(jì)算芯片的性能顯得非常重要。

　　在這些技術(shù)中，英特爾推出了一種新的熱粘合流程，旨在消除計(jì)算芯片和DRAM內(nèi)存之間的熱氣。另外，為了確保適當(dāng)緩解熱點(diǎn)，許多物理設(shè)計(jì)工作也投入到了工作中。厚金屬層也用于改善導(dǎo)熱性。們希望在封裝和硅片上看到更多此類優(yōu)化，以改善未來器件的散熱空間。