英特爾Architecture Day揭示五大技術架構 10奈米SuperFin、Willow Cove CPU等

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科技產業資訊室 (iKnow) - May 發表於 2020年8月14日

圖、英特爾Architecture Day揭示10奈米SuperFin、Willow Cove CPU等五大技術架構

英特爾(Intel)年度Architecture Day於2020年8月13日舉行，首席架構師Raja Koduri、英特爾院士及其架構團隊，共同揭示最新電晶體製程節點技術架構，包括：10奈米SuperFin，以及 Willow Cove 微架構、次世代平台 Alder Lake，及專為遊戲和光線追蹤加速運算設計的 Xe-HPG GPU。

10奈米SuperFin製程技術=重新定義FinFET並結合Super MIM電容器

圖、英特爾10奈米SuperFin技術

英特爾10nm SuperFin 技術就是將增強型FinFET電晶體與 Super MIM 電容器相結合一起。英特爾正重新定義FinFET技術，以實現最先進單節點內技術升級，提供等同轉換至全新製程節點技術的效能改進。

SuperFin技術於源極／汲極提供增強的磊晶，改進柵極製程和額外的柵極間距，透過以下方式實現更高的效能：

提升源極和汲極結構的磊晶生長，從而提升應力並減小電阻，以允許更多電流通過通道
改進柵極製程以驅動更高的通道遷移率，使得電荷載子更快速地移動。
額外的柵極間距選項，可為需要極致效能的特定晶片功能提供更高的驅動電流。
新型薄阻障層將通孔電阻降低了30%，增強了互連效能。

與業界標準相比，英特爾的 Super MIM 電容提供 5 倍的容值，從而降低電壓驟降情況，並顯著提高產品效能。該技術由一種新型 Hi-K 介電材料所實現，該材料堆疊在厚度僅為數 Å（埃，10 分之 1 奈米）的超薄層中，形成重複的「超晶格」結構。英特爾稱這是一項業界首創的技術，領先其他製造商。

英特爾代號Tiger Lake 的次世代筆電處理器將以 10nm SuperFin 技術為基礎。Tiger Lake 目前正在生產預計在2020年底推出並出貨給OEM 系統的客戶。

Hybrid Bonding（混合接合）封裝技術

圖、英特爾封裝技術路徑圖(Roadmap)

英特爾宣稱，混合接合可取代當今大多數封裝技術中使用的傳統「熱壓」接合的替代技術。在 10µm 以下凸點間距（含 10µm），進而提供更高的互連密度、頻寬和更低的功耗。混合接合測試晶片已於 2020年第二季投片。

Willow Cove 和 Tiger Lake CPU 架構

Willow Cove 是英特爾的次世代CPU微架構。採用最新的製程10nm SuperFin 技術，並植基於 Sunny Cove 微架構上。並為更大的 non-inclusive 1.25MB L2 快取，導入重新設計的快取架構，並透過英特爾Control-flow Enforcement Technology（控制流強制技術）增強了安全性。

Tiger Lake 將在關鍵向量運算方面提供智慧效能和突破性的進步。透過 CPU、AI 加速器最佳化，以及首款整合 Xe-LP 繪圖為架構的系統單晶片架構，並在系統單晶片進行完整的最佳 IP 組合，例如新的整合式 Thunderbolt 4。

混合式架構 Alder Lake

CPU 核心 Roadmap，Alder Lake 預定2021年登場。Alder Lake 將結合英特爾即將推出的 Golden Cove 和 Gracemont 兩種架構，並進行最佳化以提供出色的每瓦效能。

X^e 繪圖架構

Xe 是英特爾接下來的 GPU 重點產品，從用途和數量級來區分，共有 Xe-HPC、Xe-HP、Xe-HPG 和 Xe-LP 等 4 款。

首度亮相的 Xe 微架構新版本則是 Xe-HPG，這是一款為遊戲最佳化的微架構，結合 Xe-LP 良好的效能/功耗元素，加上 Xe-HP 的規模優勢加大組態，並從 Xe-HPC 最佳化運算頻率。為提升每單位成本的效能，加入基於 GDDR6 的新記憶體子系統，且 Xe-HPG 將支援光線追蹤加速功能，預計於 2021 年開始出貨。

Xe-LP 是英特爾用於 PC 和行動運算平台的最高效架構，具備多達 96 個 EU，並擁有新的架構設計，包括非同步運算，視圖實體化，取樣器回饋，更新支援 AV1 的媒體引擎和更新的顯示引擎。

首款以 Xe 架構為基礎，代號為 DG1 的獨立 GPU 已開始投產，預計在 2020 年開始出貨。

英特爾Server GPU (SG1) 是英特爾針對資料中心，第一款以 Xe 架構為基礎的獨立 GPU。SG1 將 4 個 DG1 效能以 small form factor 的規格帶進資料中心，其目標是實現低延遲、高密度 Android 雲端遊戲和影片串流。SG1 將在近期內開始量產，並於今(2020)年稍晚出貨。

Xe-HP 是業界首款多重砌磚式(multi-tiled)、高度可擴展的高效能架構，可提供資料中心機架層級的媒體效能、GPU 可擴展性和 AI 最佳化。英特爾正與主要客戶一同測試 Xe-HP，並計劃在英特爾DevCloud 中為開發人員提供 Xe-HP 資源，預計於 2021 年上市。

結語
英特爾今年所揭示最新5大技術，主要在拿回PC領域及半導體先進製程領先地位。即使，目前ARM晶片的CPU出貨量已經是英特爾的2倍多，台積電已進入5奈米先進製程量產，還有追趕高通在通訊連結晶片、Nvidia在繪圖AI晶片領先。隨著5G、AI、物聯網時代到來，英特爾必須急起直追，否則終將逐漸失掉未來市場。(1212字；圖1)

參考資料：
Architecture Day 2020. Intel, 2020/8/13.

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