
英特尔CPU架构与制程99%解耦。
英特尔核心设计团队高级首席工程师 Ori Lempel 在接受采访时表示,英特尔CPU架构已同制程节点 "99%" 解耦,这给予了产品团队更大的工艺灵活性。
传统半导体行业中,CPU架构设计往往与制程工艺深度绑定,制程升级(如从10nm到7nm)需同步调整架构以适配物理特性,导致研发周期长、成本高。而英特尔通过模块化设计、先进封装技术及软件层优化,成功将架构逻辑与制程物理特性分离。
此前英特尔曾遭遇由于内部制程卡关导致先进设计无法落地的情况,现在两方面解耦之后这一问题不会再出现。当然,英特尔产品部门最终会依照时间、市场、性能三大因素决定使用何种制程,并根据工艺的具体表现优化调整芯片表现。
自2020年起,英特尔的核心架构设计思路就在发生转变,从细粒度的数百个功能区块转向少数大型模块。例如,其核心架构团队采用 “功能岛”(Functional Island)设计,将 CPU 划分为计算核心、缓存、I/O 等独立模块。这种设计使不同模块可适配不同制程,例如高性能核心采用先进制程(如Intel 4),而I/O模块沿用成熟制程(如Intel 7),在提升性能的同时降低成本。
在3D 封装技术方面,英特尔Foveros 技术通过晶圆级3D堆叠实现逻辑芯片互连,凸点间距达 36μm。Lakefield 处理器将10nm计算模块与22nm I/O模块垂直堆叠,在12mm²芯片上集成4个性能核和1个能效核;Foveros Omni支持芯片拆分设计,允许不同模块采用独立制程。如至强6性能核处理器的计算单元(Intel 3 制程)与I/O单元(Intel 7 制程)通过Foveros Omni实现分离式封装,核心数量可扩展至128个。
英特尔CPU架构与制程解耦,将会带来三大核心优势:
研发效率提升:架构团队可独立优化设计,无需等待制程成熟;多制程适配:同一架构可快速部署于不同制程节点(如Intel 4/Intel 3);生态协同增强:第三方代工(如台积电)合作更顺畅,降低对外部产能依赖风险。值得一提的是,目前的英特尔客户端处理器架构路线图传闻大致为 Lion Cove (Lunar Lake / Arrow Lake) -> Courgar Cove (Panther Lake) -> Coyote Cove (Nova Lake) -> Griffin Cove (Razer Lake)。
其中,Lion Cove 作为Redwood Cove 的迭代版本,采用128 字节指令获取和8 解码器设计,前端带宽提升 50%。Lunar Lake(轻薄本)采用台积电 3nm 工艺,而 Arrow Lake(高性能平台)的计算模块使用台积电N3B,I/O 模块沿用 Intel 4。两者均依赖Foveros Omni封装,支持CPU、NPU、eDRAM的异构集成。该架构的技术短板在于3D封装导致热密度增加,散热设计复杂度提升50%。
Courgar Cove(Panther Lake)是Intel 18A 制程的首秀,RibbonFET 晶体管漏电率降低 50%,PowerVia 背面供电技术使能效比再提升 10%。计划于2025 年下半年发布,首发搭载于高端笔记本。
Coyote Cove(Nova Lake)采用大小核设计,Coyote Cove P 核与 Arctic Wolf E 核组合,支持动态负载分配,AI 任务处理效率提升 40%。计算模块可选 Intel 14A(High NA EUV)或台积电 2nm,晶体管密度较 Intel 18A 再提升 20%;同时采用System-in-Package技术,整合 CPU、NPU、HBM 内存,面积缩小 30%。
Griffin Cove(Razer Lake)引入Loihi 2 芯片的类脑架构,支持万亿级突触连接,功耗降低 100 倍,采用 Intel 14A 工艺,晶体管密度突破 1.5 万亿 / 芯片,支持10nm 级 3D 堆叠,NPU 算力提升至 100 TOPS,支持本地运行 70 亿参数大模型,预计将于2027年发布。
据透露,目前英特尔的CPU核心架构团队正全力投入到Panther Lake之后的“曾孙辈”核心架构设计中,这一新架构预计将成为Razer Lake的后续继承者,引领客户端处理器产品线的新一轮革新。
此外,Ori Lempel 还提到,英特尔已在一定程度上将AI用于芯片设计中,使用场景包括测试数据拟合外推、布线优化等。虽然英特尔应用的主要是外部AI工具,但大部分情况下都经过了内部定制优化。
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