英特爾近日正式推出代號(hào)為Panther Lake的第三代酷睿Ultra處理器,這款基于Intel 18A制程工藝打造的客戶端SoC標(biāo)志著英特爾在芯片制造領(lǐng)域的重要突破。目前,該處理器已在亞利桑那州錢德勒市的英特爾Fab 52尖端工廠投入生產(chǎn),預(yù)計(jì)將于年底啟動(dòng)發(fā)貨,相關(guān)終端產(chǎn)品計(jì)劃于2026年上半年推向市場(chǎng)。
Intel 18A制程工藝采用創(chuàng)新的環(huán)繞柵極(GAA)晶體管架構(gòu),英特爾將其命名為RibbonFET。與傳統(tǒng)的FinFET架構(gòu)相比,RibbonFET通過(guò)完全包裹通道的柵極結(jié)構(gòu),有效減少晶體管關(guān)閉時(shí)的漏電流,從而降低芯片運(yùn)行時(shí)的能量損耗。這種設(shè)計(jì)不僅提升了能效,還為設(shè)計(jì)人員提供了更大的靈活性,可根據(jù)需求調(diào)整帶狀數(shù)量和寬度,優(yōu)化晶體管性能。
在供電技術(shù)方面,Intel 18A率先引入業(yè)界首創(chuàng)的PowerVia背面供電技術(shù)。該技術(shù)將供電電路從晶圓正面轉(zhuǎn)移至背面,并通過(guò)納米級(jí)硅通孔(nano TSV)實(shí)現(xiàn)供電線與信號(hào)線的分離。這一創(chuàng)新使晶體管的供電路徑更加直接高效,供電效率顯著提升,同時(shí)減少損耗。據(jù)英特爾介紹,PowerVia技術(shù)可將標(biāo)準(zhǔn)單元利用率提高最多10%,晶體管密度增加,壓降減少最多30%,芯片運(yùn)行頻率提升最多6%。
與Intel 3工藝相比,Intel 18A在相同功率下可實(shí)現(xiàn)3%的頻率提升,或在相同性能水平下降低25%的功耗。盡管背部供電技術(shù)會(huì)增加成本,但英特爾通過(guò)減少金屬層、遮罩?jǐn)?shù)量和工序步驟等配套優(yōu)化措施,使綜合成本顯著低于傳統(tǒng)正面供電工藝。數(shù)據(jù)顯示,采用EUV工藝的M0-M2金屬層印刷中,Intel 18A的遮罩?jǐn)?shù)量減少44%,工序步驟減少42%。
作為第三代酷睿Ultra處理器,Panther Lake在性能方面實(shí)現(xiàn)顯著提升。英特爾表示,該處理器將具備Lunar Lake級(jí)別的能效與Arrow Lake級(jí)別的性能,最多配備16個(gè)性能核(P-core)和能效核(E-core),CPU性能較上一代提升超過(guò)50%。集成的新一代英特爾銳炫GPU最多配備12個(gè)Xe3核心,圖形性能提升超過(guò)50%。整體AI性能高達(dá)180 TOPS,為消費(fèi)級(jí)和商用AI PC、游戲設(shè)備及邊緣計(jì)算解決方案提供強(qiáng)大算力支持。
Panther Lake延續(xù)了Chiplet芯粒設(shè)計(jì),但模塊結(jié)構(gòu)有所調(diào)整,從原來(lái)的計(jì)算、圖形、SoC、IO四大模塊精簡(jiǎn)為計(jì)算、圖形、平臺(tái)控制器三大模塊,分別采用不同制程工藝制造。其中,Compute Tile基于Intel 18A制程,Graphics Tile采用Intel 3或臺(tái)積電N3E制程,Platform Controller Tile則基于臺(tái)積電N6制程。三大模塊通過(guò)Foveros Package封裝在Base Tile之上,并配備Filler Tile用于保持形狀和壓力平衡。
在CPU核心方面,Panther Lake引入全新的Cougar Cove P核、Darkmont E核和Darkmont LPE核。Compute Tile最多可集成4個(gè)Cougar Cove P核、8個(gè)Darkmont E核和4個(gè)Darkmont LPE核。Cougar Cove P核針對(duì)18A制程進(jìn)行優(yōu)化,重點(diǎn)提升內(nèi)存消歧、TLB增強(qiáng)和分支預(yù)測(cè)等關(guān)鍵領(lǐng)域性能。Darkmont E核在繼承Skymont架構(gòu)優(yōu)勢(shì)的基礎(chǔ)上,提供更高的矢量吞吐量、更大的L2緩存和改進(jìn)的納米代碼性能。
緩存和內(nèi)存子系統(tǒng)方面,Panther Lake帶來(lái)多項(xiàng)改進(jìn)。L3緩存環(huán)最多支持8個(gè)E核,共享18MB緩存。LPE核的L2緩存容量翻倍至4MB,并新增內(nèi)存端緩存和控制器。SoC Tile上的8MB片上緩存可減少DRAM流量和功耗,提升系統(tǒng)帶寬,為媒體和顯示等IO引擎提供緩存支持。
在電源管理和性能調(diào)度方面,Panther Lake進(jìn)一步優(yōu)化Thread Director技術(shù)。該技術(shù)通過(guò)硬件反饋接口表(HFI)提供內(nèi)核性能排序信息,幫助操作系統(tǒng)在功率調(diào)整等重大事件時(shí)實(shí)現(xiàn)P核端的功率平衡。英特爾還推出“智能體驗(yàn)優(yōu)化器”新工具,通過(guò)動(dòng)態(tài)調(diào)整電源配置文件,在平衡模式下提供高達(dá)19-20%的額外性能。
根據(jù)英特爾公布的SPECrate 2017(INT)測(cè)試數(shù)據(jù),Panther Lake CPU在相同功率下,單線程性能較Lunar Lake和Arrow Lake提升10%,多線程性能提升超過(guò)50%。在相同性能水平下,功耗較Arrow Lake降低30%。
AI計(jì)算方面,Panther Lake推出新一代NPU5內(nèi)核,面積和效率均得到優(yōu)化。NPU5采用單個(gè)神經(jīng)計(jì)算引擎和簡(jiǎn)化后端功能設(shè)計(jì),MAC陣列吞吐量較上一代翻倍。每個(gè)NPU5配備三個(gè)MAC陣列,大小是上一代的兩倍,包含3個(gè)NCE、12K MAC、4.5MB暫存器RAM、6個(gè)SHAVE DPS和256KB L2緩存,TOPS/面積提升超過(guò)40%。NPU5支持INT8和FP8等AI格式,可并行處理不同類型的乘法運(yùn)算,F(xiàn)P8格式的每瓦性能較FP16提升50%以上。
內(nèi)存支持方面,Panther Lake實(shí)現(xiàn)顯著升級(jí),支持更高速、更大容量的DDR5和LPDDR5內(nèi)存。LPDDR5最大支持速度達(dá)9600 MT/s,容量高達(dá)96GB;DDR5支持速度提升至7200 MT/s,容量達(dá)128GB。與Arrow Lake相比,DDR5速度提升12.5%,LPDDR5速度提升14.2%。Panther Lake還支持LPCAMM標(biāo)準(zhǔn),為平臺(tái)集成提供更大靈活性。
無(wú)線連接方面,Panther Lake引入兩項(xiàng)重大升級(jí)。首先是集成Wi-Fi 7 R2解決方案(Whale Peak 2),提供高達(dá)6GHz頻段和320MHz雙通道寬度,支持WPA3安全性和256位加密、多鏈路操作(MLO)和4K QAM。其次,藍(lán)牙配置升級(jí)至藍(lán)牙6,并引入藍(lán)牙LE音頻解決方案,提供真正的無(wú)線立體聲和多流音頻支持,配件電池壽命延長(zhǎng)最多50%。