人类已经撞到CPU的天花板了?日拱一卒 功不唐捐

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Toutiao
最新回复:2023年12月15日 12点48分 PT
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酷玩实验室

今天中午,英特尔正式发布了新一代移动芯片,自此,i3,i5,i7将从笔记本上抹去,取而代之的是Ultra系列。

Ultra5系,Ultra7系,Ultra9系将成为区分英特尔处理器强弱的新参考。

这Ultra是不是听起来很厉害?并且根据英特尔官方说法,这是它们40年来最大的改变。

但实际测试下来,你会发现在CPU能力上,这一代Ultra真的Ultra不起来……

01 新Ultra为何打不过老i7

在Ultra芯片上,英特尔首次把不同功能模块拆开,然后按照不同的制程将它们制作出来,最后如拼图一样,把这些模块凑在一起。

这次拆开的有4类功能模块——计算模块,SoC模块,图形模块,IO模块。

其中计算模块和图形模块很容易理解,就是以前的移动处理器中的CPU和GPU,SoC模块的“成分很复杂”,其中有2个功耗很低的超小核,负责AI计算的NPU,还有内存控制器。

IO模块负责处理器的一切外部沟通,像USB,WiFi,蓝牙,网络,PCI-e等等。

四个模块的功能不同,采用的工艺制程也有差距。计算模块(CPU)采用了英特尔最新的7nm节点(官方称为Intel 4),图像模块(GPU)采用了台积电的5nm节点,SoC和IO则是台积电的6nm的工艺。

写稿的时候,国内的发布会还在进行,我简单翻了下英特尔国外的宣传资料,发现在CPU部分,最新的Ultra7旗舰型号Ultra 7 165H在单核性能上竟然打不过上一代的低压版i7,在多核方面,也仅仅超过8%。相比老对手AMD,领先的也不是很多。

这是什么情况?工艺从10nm(官方称intel7)升级到7nm,性能几乎没有增长,牙膏厂又开始挤牙膏了?

还真不一定,如果大家仔细观察过最近几年芯片的产业,会发现,从AMD,Intel到苹果和高通,这些巨头们发布的新芯片的提升都没像前些年那样巨大了。

以苹果举例,无论是手机上用的A系列处理器,还是笔记本用的M处理器,在更新时,经常会与上上代做对比。比如苹果最近发布的M3 Pro,发布会上CPU对比部分,只出现了上上代的产品M1 Pro。

再来看看另外一组数据,还是苹果,只不过这次聚焦到它手机上用的A系列处理器, 从A6开始直到A9,每一代在制程上都有着提高,但从A10开始,制程不再是每年递进,而是两年一换。

这些都在说明,在CPU方面,人类已经很接近极限了。单纯靠制程拉升晶体管数量的时代正在离我们远去。

02拯救芯片的救世主?

造成这种局面的原因有两个:

其一,随着越来越逼近1nm这个极限,目前的芯片技术储备已经见底,想要造出更小的晶体管,需要在许多学科方面都有突破。

在实际生产中,生产先进制程的芯片越来越困难。以苹果用到的台积电3nm工艺来说,需要多次打磨,不停的优化,才能达到具有最高良率的N3X节点。按照N3B,N3E,N3P,N3X的路线来看,苹果所用的N3E还远不是3nm的最佳性能。

其二,制程先进带来的副作用还体现在费用上,之前说过的M3系列芯片,在流片试产的时候,苹果向台积电支付了10亿美元!当然,各位老爷可能觉得这点钱对于三万亿市值的苹果来说没什么,但别忘了,这些钱最终都是转嫁到消费者头上的。

苹果也可以直接给台积电一万亿,直接采用良率更低的2nm,甚至是1nm的制程工艺来提升CPU性能,但那时候,可能一台笔记本就要十万了。毕竟布鲁斯韦恩还是少数人。

所以在CPU方面,以后应该比较难看到以前那种,年年都有爆炸式提升的情况了。

难道就没有什么“超级英雄”能拯救芯片行业了吗?

答案是肯定的,它就是Chiplet。

Chiplet解释起来很简单,就是把众多的小芯片通过某种技术,连接在一起,形成一个大芯片。

这次的英特尔Ultra系列就是这种技术的产物。虽然CPU部分提升不高,但它把自家独立显卡的核心拆出来,做成小芯片,放在了这代Ultra中。

所以Ultra的GPU能力得到了2倍的提升,基本上追平了目前最强核显——AMD的780M。有了Chiplet这个思想,英特尔还做出一些很有意思的事情,比如在SoC模块中塞入了两个更低功耗的“超小核”,在处理看视频,简单浏览网页这种低功耗的任务时,只会调动这两颗超小核而不是CPU模块,从而提高了整体的续航。

就在发稿前,我看了下相关的测评,Ultra的CPU性能可能没有涨,但是续航是实打实的有提升。

在经济性上,Chiplet也有很好的表现。

首先,开发人员不需要花费很大的力气把所有的东西都设计在一个芯片上,大大降低了研发的难度和周期。比如这次的Ultra为了跟上AI时代,在SoC模块上加入了大量的NPU。

其次,采用不同制程可以为节约成本,如前面提到过的,这次Ultra的CPU模块采用自家的最新的工艺,其他的使用台积电的5nm和6nm工艺。

当然,Chiplet对于芯片的算力提升也有帮助,像苹果的M2/M1 Ultra系列芯片,就是把两块M1/2 Max芯片结合在一起,实现了算力的提升。

我国之前上了实体清单的壁仞科技的BR100计算卡,也是通过两块芯片在内部链接,实现了算力全球第一的壮举。

那么,Chiplet实现起来难么,会是我们在弯道上超车的一个机会么?

03 弯道超车的机会来了?

之前大家都把所有的功能集成在一个芯片上,是因为数据这样传输起来最快。一旦把芯片隔开,在集合,如何实现它们之间数据的高速传输就变成了难以解决的问题。

直到最近10年,高级封装技术的出现才解决这个问题。在芯片之间利用硅片链接,然后芯片通过自身的小凸起和硅片链接,从而实现数据的高速传输。

乍听起来和大家日常把CPU插在主板上并没有什么区别,但实际上,抛开芯片只有几毫米不说,上面的小凸起只有十几微米大小,还要保证几百,甚至上千个组成的小凸起位子不出错,是非常困难。

除了芯片,硅片上也要做出穿孔和导线来保证互联,这一系列操作后。还需要在封装到普通的PCB板子上,复杂的工艺也就导致了,目前世界上只有三家公司能很好的完成先进封装。

它们就是台积电,英特尔和三星。除了上述的2.5D封装,HBM内存所采用的3D封装技术,也是这三家应用的最好。

根据之前查阅的研报来看,在封装方面,我们还处在相对落后的局面,不过在先进封装的测试阶段,许多国内的公司在国际上已经创出一些名堂来了。

最近也有令人欣慰的消息传来,国内的兆芯发布的新一代KX-7000系列处理器就是采用了Chiplet的技术,实现了CPU性能2倍的提升,GPU性能4倍的提升。除此以外,根据我查阅的资料来看,国内也有几个公司掌握了不错的封装技术,但为了避免一些不必要的麻烦,就不说它们的名字了。

日拱一卒,功不唐捐

在摩尔定律日益放慢的今天,越来越多的芯片大厂转向了Chiplet这条路,通过HBM,Ultra这样的案例来看,Chiplet的确是一个更为经济的提升算力的办法。

同时,制程的放缓,也给我们带来赶超的机会。虽然在封装方面,我们还有许多路要走,但相较于制程上的追赶,封装这条路更容易一些。只要大家的心态放平,正视差距,努力追赶,很快会有很多关于的Chiplet以及封装的好消息传来。

路口换线的香蕉大盗
1 楼
智子早tm到了,还在那里yy说什么霸占宇宙,到时候就tm是个蚂蚁窝,一壶开水就能被全灭咯。
a
abc94536
2 楼
现代文明的最终消失符合穆斯林黑人的利益吗? 人类文明价值观的取向性已经发生了改变,或者正在改变,被假恶丑,脏乱差取代这就是所谓的取代文化,正在被满足猎物需要的狩猎行为模仿猩猩,大象,狮子,老虎,山羊,的行为模式假恶丑脏乱差取向取代人类的社会行为意义模式正在消失。人类文明社会正在堕落成为狩猎者们的猎场,文明消失,丛林与石器再现。这是野蛮愚昧群体内心世界的体现,他们原始丛林的心灵家园回归。 然而!问题在于这样的取代文化,对谁有好处!从人类社会回归丛林,回归石器时代对谁都没有好处(虽然在部分的原始回归,例如{在非洲,在海地,在索马里,在阿富汗等等地区,对于人类整体文明仍然可以在欧洲,北美洲保留,或者文明继续})。但是,如果人类文明彻底的消失了。在全世界大多数国家,或者主要工业化国家都回归了黑人的潜意识丛林,石器时代美国梦,全世界都成为了海地,津巴布韦,南非,索马里,阿富汗与非洲,中东那样的国家,其后果不堪设想。这些非洲黑人与中东穆斯林到那里去享受一个现代文明才能够创造的丰富金钱,物质财富,井然有序的社会环境呢?谁又源源不断向他们提供这些物质与生活条件呢?人类未来何去何从?! 【1】白宫圣诞舞蹈引争议:人类的社会行为模式从艺术作品中正在消失 有人认为该视频“应该被打上敏感内容标签”,画面“很可怕”。《纽约邮报》则表示,表演这段舞蹈的美国舞蹈团致力于推广美国极左翼政策。《胡桃夹子组曲》进行了俏皮的,丛林式的演绎。这就是非洲黑人对于人类文明最重要的贡献!回归丛林与石器时代!(这是他们另类的自我实现需要的美国梦) 原始人类到达现代文明社会存在两个完全相互对立的两个梦想:一个是尽情享受现代文明创造的金钱,物质财富(正面的美国梦,生理的需要)。与此同时尽情表达原始人的最原始天性和丛林的本能(骨子里面的自我表达,反面美国梦,马斯洛的五个层次:从生理的需要、到自我实现的需要),也就是哪一种已经固化在基因里,流淌在血液中固有行为方式,思维习惯,和生活态度。 人类文明想通过教育和教化,改变已经固化在基因里,流淌在血液中的行为模式很困难,龙生龙 凤生凤 老鼠生儿会打洞,黑人生儿会抢劫,猴子生儿会爬树,而且需要是非常漫长的历史过程。人类进入新石器时代的文明开始已经有5000年,或者上万年的历史。在这些过程中人类一直在与人类原始本能的行为抗拒。通过科学,艺术,文艺作品教育,教化表达人类文明的社会性,合作性,真善美。从而推向文明社会进步远离原始丛林。但是,对于非常接近原始丛林,中世纪以前的个体,群体宗教而言例如 黑人,穆斯林而言,现代文明对于他们太陌生!太遥远!所以,在调和一个享受现代文明创造的金钱,物质财富(正面的美国梦)与尽情表达原始人的最原始天性和丛林的本能(潜意识中的美国梦)之间,最好,最有效的行为方式就是欺骗,撒谎,坑蒙拐骗;这也是婴幼儿,童年没有经济能力,但是什么都想买,什么都想要,都想占有的最好,最有效的对应手段和行为方式就是向父母撒谎!龙生龙 凤生凤 老鼠生儿会打洞(哈马斯一口气打了伍佰公里),黑人生儿会抢劫,猴子生儿会爬树,这就是原始人的最原始天性和本能(不需要教育和教化,已经固化在基因里,流淌在血液中),他们心灵的家园的回归。这也是发生在巴勒斯坦人,加沙的哈马斯组织几十年来,一直在发生的事情。
游如诗
3 楼
看了这么多,Chiplet模式设计省下来的成本全都是Intel的利润,完全没惠及消费者。反而CPU部分性能毫无提升,优化兼容性问题,全部由消费者埋单。