位于美国亚利桑那州的凤凰城,坐落着英特尔最先进的晶圆厂,而在 9 月份的最后几天,雷科技有幸被英特尔邀请参加其年度技术盛会 ITT ( Intel Technology Tour),飞越太平洋来到这座美丽的沙漠绿洲城市,参观并了解英特尔最新的技术成果。
图源:雷科技
在参观英特尔工厂的间隙,英特尔高级首席工程师 Arik Gihon、英特尔院士 Carlos Cordeiro、英特尔副总裁 Chris Auth 等人也为我们讲解了英特尔即将上市的 Panther Lake 架构,剖开了其背后的技术秘密。
Panther Lake 炸场,Intel 18A 工艺首秀
Panther Lake 是首个采用英特尔的 Intel 18A 工艺制造的消费级产品平台,作为英特尔目前最先进的量产制程,Intel 18A 工艺具有两大全新特性:RibbonFET 环绕栅极晶体管和 PowerVia 背面供电。
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其中,RibbonFET 环绕栅极晶体管是英特尔为 2nm 及以下制程所准备的一项新技术,用新的晶体管架构取代了传统的 FinFET 架构,避免因工艺升级所带来的漏电、性能不稳等问题。
对此不少朋友可能会有疑问:为什么工艺升级会导致漏电和性能不稳定?大家可以把 CPU 理解成一座城市,而晶体管则组成这座城市的大楼,在大楼之间会有通道供电流通过并流向对应的晶体管。
但是,随着工艺制程升级,大楼之间的间隙就会变得越发窄小(晶体管密度提升),此时电流就有概率直接抄近道,越过大楼跳到隔壁的通道里。这不仅会导致原本预计接收电流的晶体管无法获得供电,还会让隔壁通道的电流激增,进而影响对应晶体管的正常运行,甚至可能直接击穿晶体管,导致 CPU 受损。
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为了解决这个问题,英特尔就设计了 RibbonFET 环绕栅极晶体管技术,将电流通道做成细长的 " 纳米线 / 片 ",然后用栅极(电流开关阀门)360° 环绕电流通道,以此来最大程度控制电流的移动方向,显著降低漏电等问题。
除了 RibbonFET,英特尔还在 Panther Lake 上引入了 PowerVia 背面供电技术,将原本放置在芯片正面的供电模块转移到了背面,这项技术不仅降低了芯片正面的散热压力,同时也让电流可以更高效的进入晶体管。
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这项革新技术可以显著降低供电损耗,也就让 CPU 能够以更低的功耗实现满功率运行,同时也可以带来更高的性能上限(因为供电更充足且散热压力变小),再配合 RibbonFET 环绕栅极晶体管的升级,能够让 Panther Lake 处理器可以在更低的功耗下实现更高的性能,并且性能更加稳定。
这些特性都使其非常适合用在移动平台,也让 Intel 18A 工艺成为英特尔 "4 年 5 节点 " 战略的关键一环。这也是为什么 Panther Lake 架构会如此受关注,因为它将成为移动 PC 进入新时代的开端。
Panther Lake 成里程碑:新架构、新核心
Panther Lake 所带来的并不只有 Intel 18A 工艺,还有全新的架构设计,新架构将从传统的单片设计转向多芯片设计,也就是将处理器划分为多个功能芯片模块,再利用 Foveros 2.5D 封装技术集成到一个封装基板上。
模块化的设计让英特尔能够像搭乐高积木一样设计和制造芯片,节省成本的同时也让工程师可以根据不同产品的使用需求,定制化设计处理器。比如在面向轻薄本的处理器上,就可以通过采用较小规模的 GPU 模块来降低整体功耗,而在高性能笔记本电脑上,则可以用更大规格的 GPU 模块来提升整体性能。
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Panther Lake 的灵活设计在未来的 AI PC 市场将大有可为,因为它可以满足各种类型设备的计算需求,大到个人服务器,小到掌上终端,都可以通过模块化设计来构建出最合适的架构,而且设计成本也更加可控。
CPU:更高性能、更高效率
除了采用新一代的模块化设计外,Panther Lake 也全面升级了大小核架构,引入全新的性能核 Cougar Cove 和效率核 Darkmont。而 Cougar Cove 其实就是下一代 Nova Lake 架构的性能核,对比此前的大核,在 IPC、主频等方面都有显著提升,大家可以期待一下这颗性能核在游戏等高负载应用上的表现。
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值得注意的是,Panther Lake 还引入了一项全新的技术—— Memory Side Cache(内存侧缓存)。简单来说,这是位于内存和 CPU 之间的高速缓存,它就像是在处理器旁增设了一个 " 小仓库 ",专门缓存近期频繁使用的数据,减轻内存带宽的压力。
这项新技术是 Panther Lake 这样的集成架构能够高效运行的关键,一方面可以提高内存带宽利用率,让 CPU 和 GPU 的各个核心在协同工作时不会因为内存读写瓶颈而减速,另一方面则是优化延迟,降低计算核心存取数据的等待时间,让处理器能够更快响应各种常态需求。
此外,Panther Lake 还带来了新升级的 Intel Thread Director 线程调度技术,通过硬件监测和 AI 算法,能更精细地识别当前运行的负载性质,将线程智能分配给性能核、效率核甚至 NPU 等最适合的单元执行。
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相比前代,它对不同核心的性能 / 功耗特性理解更深入,也增加了对多芯片、多异构单元的调度优化,让处理器能够同时兼顾性能和能效,在最大化续航的同时又不会降低实际体验。
为了能够进一步提高续航,Panther Lake 还引入了全局功耗管理,比如当 GPU 进入高负载渲染时,处理器会智能降低未被使用单元(CPU、NPU)的功耗预算,把电力让给 GPU,反之亦然。
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这种 SoC 级别的能源调度,加上更先进的制程和封装散热,将成为 Panther Lake 能够拥有更持久的续航和更冷静的发热控制的关键。以前,我们常说性能与续航就像鱼与熊掌,不可兼得,但是在 Panther Lake 上,我们或许真的可以 " 兼得 " 了。
GPU:AI 与游戏的全新大脑
而在 GPU 方面,Panther Lake 则是搭载了全新的 Xe3 锐炬核显(代号 Celestial),这是 Intel 第 3 代 Xe 架构图形单元的首次亮相。与上一代 Xe2 ( Battlemage ) 相比,Xe3 在架构上进行了大幅升级,核心数量和频率上限都有所提高。
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据介绍,Xe3 锐炬核显将会有两个规格版本,其中顶配版将拥有 12 个 Xe 内核,仅核心数量就比前代顶配版增加了 50%,同时图形性能较 Lunar Lake 的提升超过 50%,这些提升让 Xe3 锐炬核显的性能能够媲美入门级独立显卡,实测在开启 XeSS/RT 后,甚至可以高帧数游玩《赛博朋克 2077》《黑神话:悟空》等大型 3A 游戏。
除了在游戏性能上做文章外,Xe3 锐炬核显的 AI 性能也迎来可观增长,高规格版的 Xe3 GPU 最高可提供 120 TOPS 的 AI 性能,仅此一项就已经超过前代的 CPU+GPU+NPU 的算力总和。
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在 Xe3 GPU 的 AI 性能支持下,对于需要 AI 参与的游戏和图形渲染,比如实时光线追踪(Panther Lake 核显支持硬件光追加速)以及基于 AI 的画质提升技术,都将会有更出色的效果和帧率表现。
此外,诸如高质量图形识别、视频增强等 AI 需求就不用再求助 NPU 或者云端算力,可以让 GPU 直接处理,不仅更高效,也可以节省 NPU 的算力并将其用在其他 AI 任务上。
NPU:让 AI 随时在线
最后我们来聊聊 NPU,作为新生代处理器的重要组成部分,Panther Lake 的第五代 NPU 在算力上有了非常大的提升,最高可达 50 TOPS,虽然对比 GPU 的算力来看并不高,但是也已经是前代的数倍。
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而且,NPU 的能耗相对于 GPU 要低很多,这让 NPU 能够更好的支持常驻 AI 任务,比如语音助理的本地语音识别、视频会议中的实时背景虚化和降噪、手势操作识别和用户存在检测、安全加密加速,甚至本地运行精简的生成式 AI 模型等功能都可以交给 NPU 处理,让 AI PC 能够正在做到续航与 AI 功能并存。
可以说,Panther Lake 加持下的 AI PC 才是真正的完全体,它不仅可以实现 AI 功能的常驻在线,而且拥有高达 180 TOPS(CPU+GPU+NPU)的 AI 算力来辅助用户处理各种工作,让 AI 真正成为日常体验的一部分。
面向高频场景,Panther Lake 如何深度优化?
很多人在买笔记本电脑的时候,基本上只关注 CPU 和 GPU 性能,往往会忽略掉 WiFi、连接协议等方面的参数。事实上,这些不起眼的参数,有时候才是决定你日常使用体验的关键。
就拿大家最常用的 Wi-Fi 功能来说,目前 Wi-Fi 7 已经逐渐普及,但是很多笔记本电脑都还只支持 Wi-Fi 6,别小看只是一代之差,两者在稳定性、速率和延迟等方面都有着很大的区别。
这么说吧,Wi-Fi 7 下的笔记本电脑可以在无线状态下提供近乎于有线状态的延迟和网速,不管是影音娱乐还是在线游戏的需求都可以轻松满足。而 Panther Lake 为了给用户带去更好的体验,将原生支持 Wi-Fi 7 协议和蓝牙 6.0 协议,让用户可以体验到无线时代的便利又不会降低体验。
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此外,Panther Lake 对雷电 5(传输速率 80Gbps,支持高帧数 8K 画面输出)的支持也进一步完善,英特尔将雷电控制器直接集成到平台控制器中,让笔记本电脑厂商无需额外配置将可以为用户提供雷电 5 的协议支持,这也将更好的普及雷电 5 这一高速协议。
同时还提供多达 12 条 PCIe 5.0 通道,让高性能笔记本电脑在满足独立显卡的数据通道要求后,还能有足够的通道支持 PCIe 5.0 等高规格 SSD 的扩展,这对于笔记本电脑用户来说是个很好的消息。
而在多媒体方面,Panther Lake 也带来了全新额图像处理单元(IPU)7.5 和新一代媒体编码引擎。前者主要针对需求日益旺盛的远程会议和直播需求,能够强化摄像头的人像背景虚化、面部识别对焦和弱光环境下的画面优化效果,后者则是为创作者服务,让 Panther Lake 能够更高效的进行视频编解码,满足多媒体创作者的移动办公需求。
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AI PC 浪潮汹涌,Panther Lake 只是开始
在凤凰城的英特尔工厂里,雷科技不仅看到了最先进的晶圆生产线,也看到了 PC 的 未来蓝图。Panther Lake 不只是一个全新的处理器架构,它更像是一份关于 AI PC 新时代的答卷。
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借助 Intel 18A 工艺的 RibbonFET 与 PowerVia,Panther Lake 在性能与能效之间找到了前所未有的平衡,同时凭借 CPU、GPU、NPU 三大引擎的协同,让用户无论是办公、游戏还是创作,都能体验到真正 " 随时在线 " 的智能化支持和更好的体验。
在雷科技看来,Panther Lake 必将成为未来几年 PC 市场的转折点,同时也是 PC 产业进入 AI 新时代的标志。接下来,随着 Nova Lake 等后续架构的推进,这股浪潮只会愈演愈烈,让 AI PC 真正走进每个人的生活中。
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