在CPU领域“领头”多年的英特尔 为何开始强化GPU领域?

北京时间8月19日晚间，在2021年英特尔架构日上，英特尔公司高级副总裁兼加速计算系统和图形事业部总经理Raja Koduri同多位英特尔架构师一起，全面介绍了英特尔在CPU、GPU及IPU架构方面的重大改变与创新。在此次架构日中，英特尔推出两大X86 CPU内核、两大数据中心SoC、两款独立GPU，以及变革性的客户端多核性能混合架构。伴随这些新产品的发布，透露出的信息太过丰富。

混合架构吹响GPU“反攻”号角

在此次架构日上，英特尔宣布推出两款独立GPU：其一是英特尔·锐炫(Intel·ArcTM)，它是一款基于Xe-HPG微架构，可扩展到发烧友级解决方案的全新游戏独立显卡SoC。其二是Ponte Vecchio，它是一款基于Xe-HPC微架构，面向高性能计算和人工智能。这也意味着英特尔在强化GPU技术开发的同时，也将全面发力混合架构。

“为了领先于市场需求，开发混合架构非常有必要，图形处理器(GPU)是很好的例子。对英特尔来说，显卡并不是新领域，但我们重新着力构建可扩展的微架构，以支持广泛的图形处理应用。”英特尔公司企业规划事业部高级副总裁Stuart Pann表示。

在CPU领域“领头”多年的英特尔，为何开始强化GPU领域?

“对于GPU而言，与其说是图形加速卡，不如说是大规模并行计算的基础。业内很早就采用GPU来做大规模的集成以及AI训练。例如，英伟达开发出基于安培架构的GPU，便是进行大规模集成之后，用于超大型的人工智能模型运算。可以说，GPU是超大规模人工智能计算的一个前置条件，也就是说，如果说英特尔想做超级计算，那么GPU是无法绕开的关键所在。”有业内专家同《中国电子报》记者说道。

此外，英特尔此次进军GPU领域，也可谓是吹响了“反攻”的号角。

近两年，英特尔的发展总是磕绊不断，先是在移动市场全面败给ARM，后又在人工智能领域被英伟达反超，在制造方面也被台积电逆袭。

业内专家认为，为了扭转英特尔在竞争中的颓势，英特尔此次推出了以GPU为首的全新企业战略架构，为的是能够占领AI训练这块高地。此外，尽管GPU领域一直是AMD和NVIDIA的天下，但英特尔在GPU方面也有很多技术积累，未来整个架构的发展趋势是CPU和GPU会越做越接近，越做越集成，从而形成互联、互补、互通的融合模式，以缩小计算和存储单元的通信成本。作为在CPU领域引领多年的英特尔，在这一趋势中也有着得天独厚的优势。

深化IDM2.0战略向新的IDM模式演进

在此次发布会中，Stuart Pann表示，在即将上市的GPU产品中，其中的一些重要部件将采用台积电的N6和N5制程技术进行代工生产。据悉，这也是英特尔CEO帕特·基辛格于今年3月宣布的IDM 2.0战略的一部分。帕特曾表示，英特尔正演进新的IDM模式，以深化与其他代工厂的合作关系。

近年来，英特尔在制程换代的进度上并没有很大的突破。从10nm开始，英特尔在先进工艺方面便进展不顺，长期面临芯片良率以及性能的问题，这也导致了英特尔丢失了苹果这一大客户，结束了长达15年的合作。而与此同时，英特尔最大的竞争对手台积电却一路发展得顺风顺水，如今已经开始推进4nm甚至3nm制程工艺的量产。这也使得英特尔意识到：原有的IDM发展模式，要升级了。

“目前英特尔20%的产品是交由外部代工厂生产，同时我们也是台积电的重要客户之一。未来我们会继续深化这种合作关系，Xe显卡产品是我们向IDM2.0演进的第一阶段的成果，我们首次利用了另一家代工厂的先进制程节点。背后的原因很简单，就像我们的设计师为不同的工作负载选用恰当的架构一样，我们也会为架构选择最适合的制程节点。目前，英特尔独立显卡产品采用代工厂的制程节点，是恰当之选。“Stuart Pann说道。

在先进封装赛道上更进一步

在此次架构日中，英特尔介绍了下一代至强可扩展处理器(代号为“SapphireRapids”)。该产品可谓是数据中心平台上一大突破，同时也意味着英特尔在先进封装领域更进了一步。

据了解，Sapphire Rapids的核心是一个分区块、模块化的SoC架构，采用英特尔的嵌入式多芯片互连桥接(EMIB)封装技术，在保持单晶片CPU接口优势的同时，具有显著的可扩展性。Sapphire Rapids提供了一个单一、平衡的统一内存访问架构，每个线程均可完全访问缓存、内存和I/O等所有单元上的全部资源，由此实现整个SoC具有一致的低时延和高横向带宽。

在此前英特尔召开的制程工艺和封装技术线上发布会上，英特尔公布了有史以来最详细的制程工艺和封装技术发展路线，并表示英特尔将在2025年之前重返产业巅峰。可见，除了先进制程以外，先进封装也是英特尔重返业界巅峰的重要赛道之一。因此，在先进封装方面，英特尔也提出了四点发展路线，分别是EMIB技术、Foveros技术、FoverosOmni技术以及Foveros Direct技术。

此次架构日中发布的Sapphire Rapids，也成为了首个采用EMIB封装技术的产品，即采用2.5D的嵌入式桥接解决方案。因此，Sapphire Rapids也成为了业界首个与单片设计性能相似，且整合了两个光罩尺寸的器件。据了解，继Sapphire Rapids之后，下一代 EMIB的凸点间距将从55微米缩短至45微米。

Stuart Pann 表示：“英特尔的模块化架构方法驱动着下一轮革新，这使我们能够在不同制程节点上对独立的芯片或单元进行混搭，并使用英特尔的先进封装技术将它们连接。随着越来越多的半导体产品从SoC向片上封装系统转变，英特尔在先进封装方面的领先地位将使我们更好地引领这一趋势。“(记者 沈丛)

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