3D-verpakkingen zijn hier, kan het tijdperk van universele AI ver achterblijven?Op 19 september 2023 bracht Intel officieel zijn eerste processorplatform uit, gebaseerd op Intel4-procestechnologie: Meteor Lake. Dankzij de geavanceerde Foveros3D-verpakkingstechnologie heeft MeteorLake een nieuwe, gescheiden modulestructuur geïmplementeerd, waarbij het traditionele ontwerp met één processor wordt opgedeeld in een ontwerp met meerdere modules. De processor van MeteorLake zal bestaan ​​uit een computermodule, IO-module, SoC-module en grafische module, waardoor een processor ontstaat met een betere energieverbruiksverhouding via een nieuwe architectuur.

Bezoek de aankooppagina:

Intel Flagship Store


Bron: Intel

Helaas heeft Intel de exacte specificaties van de 14e generatie Core-processors nog niet bekendgemaakt. De relevante details zullen naar verwachting wachten op een nieuwe persconferentie, die naar verwachting in oktober zal plaatsvinden. Vergeleken met de specificaties van de nieuwe generatie processors zijn de verschillende veranderingen in Intel 4 echter zorgwekkender. Dit is weer een drastische verandering in de structuur van de processor die Intel heeft doorgevoerd na de 12e generatie Core, en heeft zelfs veel nieuwe functies geïntroduceerd die niet beschikbaar zijn in traditionele pc-processors.


Bron: Intel

Nadat grote AI-modellen populair werden, was Intel misschien wel de snelste van alle fabrikanten van pc-processors om op te volgen. In de 14e generatie Core-processors hebben we de neurale netwerkverwerkingseenheid (NPU) al voorbereid op AI. Eerder kondigde Intel een aantal grote AI-modellen aan op basis van processorontwerp, waaronder modellen die zijn ontworpen voor processors met een laag energieverbruik, waardoor gebruikers kleinschalige AI lokaal kunnen inzetten om wat tekstwerk te verwerken.

Na de 14e generatie Core-processors zullen ook pc-processors een nieuw tijdperk ingaan.

Gloednieuwe architectuur, wat is nieuw?

Traditionele pc-processors zijn in principe single-core-structuren. Sommige processors plaatsen twee chips op een substraat om zo een processor te vormen. Vanuit het perspectief van de chip zelf zet deze echter nog steeds de traditionele chipontwerpmethode voort, maar combineert deze twee chips in één.

De MeteorLake-architectuur heeft een afzonderlijk moduleontwerp, dus zelfs als u de bovenklep opent, ziet u nog steeds slechts één chip. In de chip zitten feitelijk vier onafhankelijke modules verpakt, die samen een processor vormen. Onder hen is de computermodule de vorige processorkern, met ingebouwde energie-efficiëntiekern en prestatiekern van de nieuwste generatie. Door de update van procestechnologie en micro-architectuur worden de prestaties verder verbeterd en ontstaat er een hoger energieverbruik.


Bron: Intel

De grafische module integreert Intel's scherpe grafische architectuur. Door het afzonderlijke moduleontwerp kan Intel een grotere GPU in de chip verpakken. De kernweergaveprestaties van de Meteor Lake-processor bereiken het onafhankelijke weergaveniveau en ondersteunen de ray tracing-kern IntelXeSS.

De IO-module heeft qua functionaliteit de kleinste upgrade. Het integreert het Thunderbolt 4-protocol en PCIe Gen5.0, wat in principe hetzelfde is als de vorige generatie.

Laten we tot slot eens kijken naar de SoC-module. Dit is de grootste verandering in deze update van de Meteor Lake-processor. In de SoC-module heeft Intel een nieuw eilandontwerp met laag vermogen toegepast, waarin een neurale netwerkverwerkingseenheid (NPU) en een nieuwe energiezuinige kern met laag vermogen zijn geïntegreerd om de balans tussen energiebesparing en prestaties verder te optimaliseren. De SoC-module integreert ook een geheugencontroller, mediacodecverwerkings- en weergave-eenheid, ondersteunt 8KHDR- en AV1-codecs, evenals HDMI2.1- en DisplayPort2.1-standaarden, en ondersteunt ook Wi-Fi, Bluetooth en Wi-Fi6E.


Bron: Intel

Dit is de eerste keer dat de NPU-eenheid is verpakt in de pc-processor van Intel. Als verwerkingseenheid gespecialiseerd in neurale netwerkprestaties kan de toevoeging van de NPU ervoor zorgen dat de 14e generatie Core-processor AI-prestaties kan leveren die alle voorgaande processors ver overtreffen. zeker,Dit betekent niet dat eerdere processors geen AI-prestaties hadden, maar de logica in die tijd was om de rekenkracht van de CPU en GPU te gebruiken om simulatieberekeningen via het algoritme te forceren. Het voordeel was een sterk aanpassingsvermogen, maar het nadeel was dat het energieverbruik laag was en er een grote hoeveelheid CPU- en GPU-rekenkracht in beslag werd genomen, wat resulteerde in een beperkte gebruikerservaring.

Nadat de NPU is toegevoegd, kan de processor de prestatieoproepen met betrekking tot AI-functies overdragen aan de NPU. De rekenkracht van de CPU en GPU wordt alleen gebruikt als hulp- en back-up, waardoor gebruikers AI-functies kunnen uitvoeren zonder het normale gebruik van de computer te beïnvloeden. Met de opkomst van grote AI-modellen zoals ChatGPT wordt AI een onderdeel van ons dagelijks leven. De huidige AI draait echter doorgaans op servers op afstand, wat niet alleen het risico van informatielekken met zich meebrengt, maar ook de reikwijdte van de toepassing verkleint.


Bron: Intel

Als we van AI een echte draagbare assistent willen maken, is het verbeteren van de AI-prestaties van persoonlijke terminals zoals pc’s een urgent probleem geworden. Door gebruik te maken van de rekenkracht van NPU kunnen we kleine AI-modellen eenvoudig lokaal inzetten, zonder toevlucht te hoeven nemen tot hardware die veel energie verbruikt, zoals onafhankelijke grafische kaarten. Bovendien kan het gemakkelijker worden getransplanteerd naar de mobiele terminal, zodat de AI-stemassistent van draagbare mobiele apparaten ook over krachtigere intelligentie beschikt.

Het is niet zo dat niemand er eerder aan heeft gedacht om NPU aan de processor toe te voegen, maar vanwege verschillende problemen slaagden ze er uiteindelijk niet in om met succes een nieuwe sectie in de processor te openen om de NPU te plaatsen. Dus hoe heeft Intel het gedaan?

3D-verpakkingen komen eraan

Achter de geboorte van de Meteor Lake-processor is onlosmakelijk verbonden met Intel's nieuwe generatie 3D-verpakkingstechnologie: Foveros. Hoewel er al in 2020 mee werd geëxperimenteerd op mobiele processors, was de technologie op dat moment nog niet volledig volwassen, waardoor Lakefield de afgelopen drie jaar Intels enige 3D-verpakkings-pc-processor is geworden.


Bron: Intel

Wat is 3D-verpakking? Om een ​​analogie te gebruiken: met traditionele 2D-verpakkingen wordt een bungalow gebouwd, terwijl met 3D-verpakkingen een dubbellaags huis wordt gebouwd. Aan de bovenste laag van de originele chip wordt een speciale draaglaag toegevoegd en daarin worden extra modules zoals NPU geplaatst. Vergeleken met traditionele afzonderlijke verpakkingen kan 3D-verpakking een hogere verbindingsbandbreedte en een lagere latentie bieden, terwijl de grootte van de processor ongewijzigd blijft, waardoor consistentie in prestatie-ervaring vanaf hardwareniveau wordt gegarandeerd.

Door verbeteringen in de verpakkingstechnologie kan Intel nu 3D-verpakkingen met een hoog rendement realiseren, wat lagere kosten betekent. Dit is de belangrijkste reden waarom Foveros in pc-processors kan worden gebruikt. Voorheen was Foveros actief op de serverprocessormarkt met hogere eenheidsprijzen.


Bron: Intel

Terwijl Intel de 3D-verpakkingstechnologie verbetert, ontwikkelt Intel ook nieuwe substraatmaterialen ter vervanging van organische substraten die eind 2020 de fysieke limiet hebben bereikt. De nieuwe generatie glassubstraten zal een hoger transistordraagvermogen hebben, specifieke uitstekende mechanische en fysieke eigenschappen, en op basis van optische eigenschappen kan het ook een veel groter aantal pakketten bieden dan de vorige generatie substraten. Er wordt verwacht dat in 2030 één enkel pakket kan worden ontworpen dat 1 biljoen transistors kan erven.

Met een nieuwe generatie substraten en een nieuwe generatie verpakkingstechnologie daagt Intel de nieuwe bovengrens van pc-processors uit.

Apart module-ontwerp, 3D-verpakking, glassubstraat, een reeks termen lijkt high-end, maar welke impact hebben ze op ons? Welke voordelen zullen we als consumenten krijgen van de 14e generatie Core-processor? In feite zijn alle verbeteringen onlosmakelijk verbonden met de twee woorden "prestaties".

Dit kan natuurlijk enigszins afwijken van onze traditionele verbeelding van het verhogen van de hoofdfrequentie. Afgaande op eerder blootgestelde informatie is de belangrijkste frequentieverhoging van de Core-processor van de 14e generatie niet groot, maar zijn prestaties op het gebied van multi-core prestaties, videotranscodering, enz. Zijn veel beter dan die van de vorige generatie. Hierachter schuilt de bijdrage van onafhankelijke modules zoals SoC-modules en grafische modules. Nu processors het tijdperk van discreet ontwerp betreden, kan de traditionele hoofdfrequentie niet langer de volledige prestaties van de processor vertegenwoordigen.


Bron: Intel

De drie belangrijkste modules van SoC, grafische weergave en computergebruik zijn onafhankelijk van elkaar. Bedrijven kunnen de prestaties en functies van de processor ook nauwkeuriger aanpassen aan de behoeften van de gebruiker, waardoor gebruikers een processor kunnen kiezen die beter bij hen past. Op de lange termijn kan dit de toekomstige pc-markt veranderen. Verbeterde computermodules kunnen bijvoorbeeld worden gebruikt met krachtige pc's die zijn uitgerust met onafhankelijke grafische kaarten. Verbeterde grafische modules kunnen worden gebruikt met pc's die hoge videotranscoderingsprestaties vereisen. Verbeterde SoC-modules kunnen worden omgezet in gespecialiseerde AI-processors.

Uiteraard zullen we voorlopig het bestaande spoor voortzetten en de prestaties differentiëren via verschillende modellen. Als je betere prestaties wilt, kun je alleen maar meer geld uitgeven.De Core-processor van de 14e generatie heeft echter de deur geopend en ons een geheel nieuwe wereld laten zien.