英特爾出極致性能產品,Sunny Cove微構架處理器,讓科技超乎想象

日前Intel於美國舉辦Architecture Day活動,會中介紹Intel於2019年之後的處理器相關產品信息,除了包含新處理器微構架Sunny Cove與Tremont和後續2代規劃,另外也透露未來內置顯示Gen11和Xe繪圖品牌,以及從EMIB進化的3D封裝Foveros。

英特爾出極致性能產品,Sunny Cove微構架處理器,讓科技超乎想象

Intel揭示未來數年的處理器產品規劃,首先是明年2019即將推出的Sunny Cove微構架,預計將搭載在代號Ice Lake處理器,並採用期盼許久的10nm製程;Sunny Cove微構架將透過內部微調的方式提升IPC性能,並以額外加入新指令集提升特殊用途表現。在簡報上,Sunny Cove特意指出Scalability Improved,不知是否可以見到更多實體核心的消費級產品推出?

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另一方面,省電小核心Atom處理器自從退出行動市場之後,就很少聽到相關風聲,此次Intel也表明2019年將推出Tremont微構架產品,除了照樣提升IPC性能,另外也會針對網絡服務器提升表現,改採10nm製程則無需多言,電池續航力也會隨之增加。從14nm轉進10nm的不順利,讓長久以來設計與製造相互存依的Intel受到不小打擊,以至於面臨製程轉換受阻時,無法在14nm推出更具高效能的設計。至此,Intel也開始將處理器∕微構架與製程技術分離,處理器推出時選擇當代足以大規模製造的製程。

英特爾出極致性能產品,Sunny Cove微構架處理器,讓科技超乎想象

Intel 2019~2023年的處理器核心微構架規劃,明年可以見到大核心Sunny Cove,接著是Willow Cove和Golden Cove。Atom則是從明年開始的Tremont,再分別由Gracemont與尚未命名的”Next”mont接棒。由於Sunny Cove已是板上釘釘的事情,會中也透露較多關於此微構架的變動信息。Sunny Cove性能改進大致上可以分為通用性能提升與特殊用途性能提升,前者透過Deeper更深、Wider更寬、Smarter更聰明3個方向進行,後者則是透過導入新指令集與軟件編譯器最佳化,如VBMI、VMBI2、BITALG強化壓縮、解壓縮與向量處理,IFMA、Vector AES、Vector Carryless Multiply、Galois Field、SHA等則是負責加密學。

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Sunny Cove藉由導入新指令集,加強特殊用途環境的性能,據悉在與Skylake微構架相同頻率之下,採用Vector-AES和SHA-NI指令集的7-Zip表現可提升75%。Deeper採用緩衝區。緩存加大的方式達成,如加大的重排序緩衝區(reorder buffer)、加載緩衝區(load buffer)、儲存緩衝區(store buffer)、保留站(reservation stations)、微指令緩存(μop cache)、L1數據緩存(L1 data cache)、L2緩存(L2 cache)、第二層TLB(2nd level TLB)等。其中已知L1數據緩存容量將從Skylake 32KB升級為48KB,L2緩存容量則因處理器目標市場而增減,譬如針對服務器市場的產品就會加大一些,一般消費市場則略微縮減。

Sunny Cove性能提升Deeper部分,主要由加大緩衝區∕緩存容量方式達成。Wider則加強平行處理的信道數量或是執行單元,Sunny Cove相對Skylake顯而易見的改變為派送指令進入執行單元的端口數量,從8端口提升至10端口,其中1端口增加於store data單元,另外1端口則同時搭配1個Store單元加於AGU Sta,避免Skylake 3個AGU同時搶用Store功能的現象。

英特爾出極致性能產品,Sunny Cove微構架處理器,讓科技超乎想象

Sunny Cove Wider增加信道與執行單元數量。主官們也表示Sunny Cove整數與浮點執行單元數量有些變動,整數新增2個LEA(Load Effective Address)加速內存尋址運算處理,也多出Mul、MulHi、iDIV加速乘法、除法運算,浮點則是從單個Shuffle單元提升至2個。當然,首款10nm處理器Core i3-8121U已具備的AVX-512指令集支持能力,Sunny Cove也會納入,但未知是否會根據目標市場,而有支持程度的差異。


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