在2020年架構(gòu)日上，英特爾技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)者展示了面向智能時(shí)代的全新架構(gòu)和創(chuàng)新

作者：英特爾高級(jí)副總裁、首席架構(gòu)師，兼架構(gòu)、圖形和軟件部門(mén)總經(jīng)理Raja Koduri

在英特爾，我們堅(jiān)信技術(shù)能夠讓每個(gè)人的生活變得豐富多彩并推動(dòng)全球進(jìn)步。這是英特爾自創(chuàng)立以來(lái)矢志不渝的指導(dǎo)方略。它始自于PC時(shí)代，當(dāng)時(shí)的技術(shù)實(shí)現(xiàn)了知識(shí)和網(wǎng)絡(luò)的大規(guī)模數(shù)字化，將10億人帶入到互聯(lián)網(wǎng)的世界中。步入到移動(dòng)和云計(jì)算時(shí)代，我們的生活方式發(fā)生了根本性的改變。如今，已有超過(guò)100億臺(tái)設(shè)備與云中的超級(jí)計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)了互聯(lián)。

我們相信，整個(gè)世界即將邁入智能時(shí)代。屆時(shí)，我們將擁有1000億臺(tái)智能互聯(lián)設(shè)備。百億億次的性能和架構(gòu)將使智能遍及每一個(gè)人，以超乎想象的方式使我們的生活變得更加絢麗多姿。這樣的宏偉藍(lán)圖，每天都在激勵(lì)和鞭策我自己以及英特爾架構(gòu)師們。

當(dāng)前，數(shù)據(jù)產(chǎn)生的速度已經(jīng)超出了我們分析、理解、傳輸、保護(hù)和實(shí)時(shí)重建數(shù)據(jù)的能力。對(duì)這些海量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，需要更加強(qiáng)大的計(jì)算能力。更重要的是，為了讓這些數(shù)據(jù)為我們提供洞察，就必須能實(shí)時(shí)獲取計(jì)算能力，這意味著更低的延遲以及更接近用戶。在英特爾，我們正全力以赴，以指數(shù)級(jí)的創(chuàng)新步伐解決這一難題。

自“登納德縮放”定律（Dennard scaling）時(shí)代終結(jié)以來(lái)，從晶體管技術(shù)中汲取指數(shù)級(jí)的商業(yè)價(jià)值，不斷激勵(lì)我們探索在整個(gè)堆棧中引入全新方式以解決上述難題。為此，我們采取一種全新的途徑，我們將其稱之為“六大技術(shù)支柱創(chuàng)新”，并在2018年11月舉行的英特爾架構(gòu)日上向外界公布。我們相信，延續(xù)摩爾定律的指數(shù)級(jí)精髓，就必須在所有這些支柱上取得進(jìn)展。

在本周舉行的2020年英特爾架構(gòu)日上，我們展示了如何通過(guò)一系列激動(dòng)人心的全新突破，來(lái)推動(dòng)這一進(jìn)程的舉措。我們已經(jīng)取得了多項(xiàng)重要進(jìn)展，這其中包括提供涵蓋標(biāo)量、矢量、矩陣和空間的多樣化架構(gòu)組合，以先進(jìn)的制程技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，以極具顛覆性的內(nèi)存層次結(jié)構(gòu)提供支持，采用先進(jìn)的封裝集成至系統(tǒng)，借助光速互連實(shí)現(xiàn)大規(guī)模部署，通過(guò)單一的軟件抽象實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一，以及開(kāi)發(fā)安全功能。

與此同時(shí)，我想特別強(qiáng)調(diào)其中的一些亮點(diǎn)。

我們公布了關(guān)于“分解設(shè)計(jì)方法”（disaggregated design methodology）的更多細(xì)節(jié)，以及在先進(jìn)封裝領(lǐng)域的路線圖。通過(guò)在GPU、FPGA以及Lakefield客戶端的產(chǎn)品迭代，我們展示了利用EMIB和Foveros技術(shù)縮減凸點(diǎn)間距的實(shí)力。

同時(shí)，我們分享了在晶體管發(fā)展路線圖方面取得的其中一項(xiàng)令人振奮的進(jìn)展。我們推出了全新的10納米SuperFin技術(shù)，它利用新的SuperMIM電容器重新定義了FinFET，實(shí)現(xiàn)了英特爾有史以來(lái)最為強(qiáng)大的單節(jié)點(diǎn)內(nèi)性能增強(qiáng)，帶來(lái)的性能提升堪與全節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)換與賦能領(lǐng)先產(chǎn)品路線圖相媲美。

當(dāng)我們將下一代Willow Cove CPU架構(gòu)與我們的10nm SuperFin技術(shù)相結(jié)合時(shí)，由此誕生了超乎想象的Tiger Lake平臺(tái)。我們披露了即將問(wèn)世的Tiger Lake系統(tǒng)芯片（SoC）架構(gòu)的諸多細(xì)節(jié)，該架構(gòu)取得了一系列飛躍式的進(jìn)展，包括強(qiáng)大的CPU性能、領(lǐng)先的圖形性能、先進(jìn)的AI功能、更多的內(nèi)存帶寬、額外的安全功能、更優(yōu)質(zhì)的顯示、更出色的視頻等。我知道大家渴望了解關(guān)于Tiger Lake的所有細(xì)節(jié)，在接下來(lái)幾周時(shí)間，我們將會(huì)分享更多信息。

除了Tiger Lake，我們還深入研究了下一代的英特爾Agilex FPGA，該產(chǎn)品能夠提供極具突破性的每瓦性能比。實(shí)際上，我們展示了兩代采用EMIB技術(shù)的分解式產(chǎn)品，并分享了224Gbps收發(fā)器的首項(xiàng)成果。

我們還重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)了英特爾Xe GPU架構(gòu)如何奠定基石，幫助我們構(gòu)建從萬(wàn)億次浮點(diǎn)運(yùn)算擴(kuò)展至千萬(wàn)億次浮點(diǎn)運(yùn)算的GPU。作為我們面向PC和移動(dòng)計(jì)算平臺(tái)提供的最高效的微處理器架構(gòu)，Xe-LP賦予Tiger Lake領(lǐng)先的圖形能力。Xe-LP還支持我們20年以來(lái)推出的首款獨(dú)立GPU，其研發(fā)代號(hào)為“DG1”。目前，DG1已經(jīng)量產(chǎn)。此外，我們還推出了首款基于Xe-LP的Intel Server GPU，旨在為媒體轉(zhuǎn)碼、流媒體提供一流的流密度和視覺(jué)效果。該產(chǎn)品將于今年晚些時(shí)候出貨。

面向數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域，我們宣布首款 Xe-HP芯片已經(jīng)向客戶提供樣片。Xe-HP是業(yè)界首款多區(qū)塊（multitiled）、高可擴(kuò)展和高性能的架構(gòu)，基于英特爾EMIB技術(shù)，能夠在單個(gè)封裝中提供千萬(wàn)億浮點(diǎn)運(yùn)算規(guī)模的AI性能和機(jī)架級(jí)的媒體性能。Xe-HP將采用增強(qiáng)型SuperFin技術(shù)。

同時(shí)，我們聽(tīng)到了廣大游戲愛(ài)好者朋友對(duì)于發(fā)燒級(jí)游戲Xe產(chǎn)品的需求。英特爾Xe產(chǎn)品家族再添第四款微架構(gòu)——針對(duì)游戲?qū)ｉT(mén)優(yōu)化的Xe-HPG，它將提供包括光線跟蹤在內(nèi)的多項(xiàng)新的圖形功能。我們計(jì)劃于2021年出貨這款微架構(gòu)，而我已經(jīng)迫不及待想要得到這款GPU了！

在軟件領(lǐng)域，我們先前已經(jīng)闡述過(guò)我們的愿景，即跨所有XPU架構(gòu)為開(kāi)發(fā)者提供一個(gè)統(tǒng)一的、基于標(biāo)準(zhǔn)的編程模型。我們正在圍繞這一目標(biāo)不斷前進(jìn)，并將于今年晚些時(shí)候發(fā)布o(jì)neAPI Gold版本。同時(shí)，我們還宣布在Intel DevCloud上為開(kāi)發(fā)者提供DG1的早期訪問(wèn)權(quán)限，確保他們無(wú)需任何配置、下載和硬件安裝過(guò)程，便可開(kāi)始使用oneAPI進(jìn)行開(kāi)發(fā)。

自上一次的英特爾架構(gòu)日以來(lái)，我們?cè)趦?nèi)存領(lǐng)域也實(shí)現(xiàn)了巨大的飛躍。最近，作為第三代英特爾至強(qiáng)可擴(kuò)展處理器（研發(fā)代號(hào)：Cooper Lake）發(fā)布的組成部分，我們宣布推出了第二代英特爾傲騰持久性內(nèi)存產(chǎn)品（研發(fā)代號(hào)：Barlow Pass）。如今，我們還致力于在2020年底實(shí)現(xiàn)英特爾每單元4比特設(shè)計(jì)QLC的量產(chǎn)。

我們還在深度關(guān)注如何提升安全性，以應(yīng)對(duì)不斷變化的威脅。這包括引入諸如Intel Control Flow Enforcement Technology這樣的新技術(shù)，它能夠提供CPU級(jí)的安全結(jié)構(gòu)，抵御常見(jiàn)的惡意軟件攻擊方式。與此同時(shí)，我們首次展示了在基礎(chǔ)安全性、工作負(fù)載保護(hù)和軟件可靠性等領(lǐng)域的長(zhǎng)期愿景。

我們?cè)谕七M(jìn)互連技術(shù)領(lǐng)域也取得了重要進(jìn)展。英特爾曾在2019年3月宣布攜手業(yè)界為Compute Express Link提供廣泛的支持，旨在加速提升下一代數(shù)據(jù)中心性能，未來(lái)將應(yīng)用于Sapphire Rapids處理器中。此外，我們?cè)谕苿?dòng)硅光子技術(shù)的客戶參與方面確立了顯著的領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)。隨著數(shù)據(jù)中心轉(zhuǎn)型不斷深入，英特爾正在憑借領(lǐng)先的速度和基礎(chǔ)性積累，提供面向網(wǎng)絡(luò)處理負(fù)載的SmartNIC（智能網(wǎng)卡）產(chǎn)品，不斷滿足這些客戶的需求。

我們的英特爾院士和架構(gòu)師們正斗志昂揚(yáng)地為2021年、2022年乃至更遠(yuǎn)的將來(lái)而不懈努力。我們前瞻預(yù)覽了在客戶端和數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域利用所有六大技術(shù)支柱、分解式設(shè)計(jì)的產(chǎn)品愿景。此外，我們的英特爾研究院院長(zhǎng)介紹了一系列新興研究領(lǐng)域，這些領(lǐng)域有望帶來(lái)100倍至1000倍的計(jì)算效能提升，其中包括在我們世界領(lǐng)先的實(shí)驗(yàn)室從事的神經(jīng)擬態(tài)架構(gòu)的初步研究。

數(shù)十年來(lái)，英特爾始終處于整個(gè)技術(shù)產(chǎn)業(yè)的中心。通過(guò)與客戶攜手，我們的產(chǎn)品重塑了工作、生活和娛樂(lè)的方式。然而，這一合作創(chuàng)新之旅遠(yuǎn)未結(jié)束。我相信，我們正處于一個(gè)新時(shí)代的開(kāi)端，這是一個(gè)智能化的時(shí)代，一個(gè)“百億億次計(jì)算能力惠及每個(gè)人”的時(shí)代。前所未有的計(jì)算性能和跨所有六大技術(shù)支柱創(chuàng)新，將讓這個(gè)時(shí)代走向現(xiàn)實(shí)。