2019年對英特爾（Intel）來說，將是個力求重返榮耀的一年，這個曾經(jīng)的半導體市場龍頭，除了在芯片制程微縮的競賽上落后臺積電和三星，去年自家的14納米處理器的出貨也不太順暢，10納米產(chǎn)品計劃也因故延遲。雖然其資料中心處理器和基帶芯片在去年略有斬獲，但失去寶座的酸澀，讓他們勢必要想辦法追討回來。

 在去年12月的架構日（Architecture Day）上，英特爾就一舉揭露了多項先進技術，包含 10納米的處理器架構，以及新的3D封裝技術等；而在產(chǎn)品策略上，也重申將持續(xù)朝向數(shù)據(jù)為核心「Data-Centric」的應用方針。

 此外，英特爾也宣布將著手擴廠，同時結束其下晶圓代工的業(yè)務，其目標很明顯，就是要全力發(fā)展下世代的半導體技術，不僅要在制程上跟上領先者，同時也要在運行性能方面，進一步拉開與競爭者間的差距。

10納米處理器架構「Sunny Cove」

首先，就是去年延遲的10納米處理器有了更詳盡的技術細節(jié)。作為下一代的處理器，代號「Sunny Cove」的處理器架構除了采用10納米制程外，同樣也使用新的設計架構，而其思維，就是要針對新世代應用在AI、資料壓縮與數(shù)據(jù)加密的性能上，帶來最佳的優(yōu)化效果。

 根據(jù)英特爾的說法，「Sunny Cove」將會比前一代更深入、更廣泛，也更智能（Deeper, Wider, and Smarter），而其在技術的推進上，則是進一步提升IPC（performance-per- clock）效能，包含增加專用的寄存器與指令集（ AES與SHA-NI），來加速對AI運算的速度。

 在硬體方面，10納米制程理所當然的增加了整體的運算效能，但在新的設計構構理，英特爾則是又提了處理器本身的平行運算能力，同時也增加了暫存與快取的容量，包含L1 增加了50%，L2也將依據(jù)產(chǎn)品線做不同的提升；而在執(zhí)行埠（execution ports ）也由原先的8個擴增至10個，此外，在儲存頻寬上也做了增加，一個運算循環(huán)能執(zhí)行兩個儲存序。

圖1 : 代號「Sunny Cove」的處理器除了采用10納米制程，更大幅增加了快取與平行執(zhí)行性能，以針對新世代應用帶來最佳的優(yōu)化效果

 值得一提的是，此次英特爾特別在快取記憶體上下足了工夫，線性位址空間（linear address space）由48 bits提升至 57 bits，同時實體的位址空間也增加到52 bits。

 而根據(jù)英特爾的發(fā)展藍圖，新的「Sunny Cove」架構將會運用在下一代的資料中心（Xeon）與消費型（ Core）的處理器上，預計在今年開始出貨，但目前沒有更確切的時間表。

第11代整合顯示芯片技術

自從第一代的整合型顯示芯片約在2000年推出之后，英特爾的整合型GPU就勢如破竹，一路占據(jù)了多數(shù)的消費型PC平臺，而最新公布的整合型顯示芯片已是其第11代產(chǎn)品（但前一代是第9代，沒有第10代）。

 同樣預計在2019年與CPU一起推出，第11 代的產(chǎn)品在性能上也同樣有明顯的提升，英特爾大幅增加了強化執(zhí)行單元，從原本的24個倍增至64個，讓浮點運算效能提升到超過1 Tera FLOPS 。此外，第11代的整合顯示芯片也大幅強化了對游戲執(zhí)行的能力，包含支援區(qū)塊式成像（tile-based rendering）技術，以及Sync 技術。

 另一方面，由于采用了更先進的制程，新款整合芯片的體積也進一步縮小，僅有前代的75%，但運算資源卻是增加了兩倍。此外也強化了在影片編解碼的支援上，例如：HEVC ，以支援4K影片串流，以及8K內容的創(chuàng)作。雖然其性能仍不能跟獨立顯卡相提并論，但對于筆記型電腦與文書型PC 來說，絕對是綽綽有余。

 而除了發(fā)表最新一代的整合顯示芯片技術外，英特爾也揭露了其次世代的顯示芯片架構－「Xe」。這個代號「Xe」的 GPU架構預計將在2020年推出，性能將一舉達到Peta FLOPS的等級。而根據(jù)英特爾的計劃，該款 GPU將具有即將的可擴展性（scalability），能夠支援從AI／資料中心，到重度用戶、中階產(chǎn)品，與整合型的入門用戶，而這似乎也透漏了在這個架構下，也許傳說的英特爾獨立顯示芯片即將問世。

業(yè)界首款3D邏輯芯片堆疊技術

 在主流產(chǎn)品的進度更新之后，英特爾也首度展示了其最新的3D芯片技術－「Foveros」。而不同于過去的 3D芯片堆疊技術，Foveros是可達成邏輯芯片對邏輯芯片的整合技術。

圖2 : 「Foveros」而不同于過去的3D芯片堆疊技術，是可達成邏輯芯片對邏輯芯片的整合技術。

 英特爾甚至強調，Foveros技術的問世是該公司在3D封裝上的一大進展，是繼EMIB （Embedded Multi-die Interconnect Bridge）2D封裝技術之后的一大突破。

 英特爾表示，Foveros的問世，將為裝置與系統(tǒng)整合高性能、高密度、低功耗的硅芯片處理技術開辟一條可行的道路。Foveros預期可以擴增超越傳統(tǒng)被動中介層（ interposers）的芯片堆疊，同時首次把記憶體堆疊到如CPU、繪圖芯片和AI處理器等，這類高性能邏輯芯片之上。

圖3 : 英特爾強調，Foveros技術的問世是該公司在3D封裝上的一大進展。

 此外，英特爾也強調，新技術將提供卓越的設計彈性，尤其當開發(fā)者想在新的裝置外型中置入結合不同類型記憶體和I/O元素的混合IP區(qū)塊。它能將產(chǎn)品分拆成更小的「微芯片（ chiplets）」結構，讓I/O、SRAM和電源傳遞電路可以被在配建在底層的裸晶上，接著高性能的邏輯微芯片則可進一步堆疊在其上。

 英特爾預計，將會在明年的第二季發(fā)表一系列的采用Foveros技術的產(chǎn)品，而首款采用該技術的產(chǎn)品將會把高性能的10納米運算堆疊的邏輯微芯片，與低功耗的 22納米鰭式場效電晶體（FinFET）制程的22FFL底層裸晶結合在一起。而它將能實現(xiàn)一種超小型裝置，同時具有世界級的運算效能與極佳的能源效率。

新儲存技術更新與建廠計劃

 在架構日當天，英特爾也更新了其新一代儲存技術「Intel Optane DC persistent memory」持久記憶體的最新進展。

 英特爾再次強調，此技術是一種革命性的儲存技術，能夠帶來媲美記憶體的效能（memory-like），卻同時兼具資料持久儲存與大容量的性能。此所以會稱之為媲美記憶體，因為這項產(chǎn)品是采用RAM 的DDR4的插槽規(guī)格，可以插進主機板的RAM槽中，是一大創(chuàng)新的設計。

 英特爾表示，這個革命性的技術，能讓更多的數(shù)據(jù)更接近CPU，以讓像AI和大型資料庫這類需要處理大量數(shù)據(jù)的應用，可以加快其資料處理的速度。依據(jù)英特爾的資料， Intel Optane DC持久型記憶體可為CPU提供64B的cache line 讀取。當應用程序直接讀取Optane DC持久性記憶體時，或者請求的資料沒有被快取在DRAM中時，Optane DC 的平均空閑讀取延遲約為350納秒（nanoseconds）內。

圖4 : 「Intel Optane DC persistent memory」采用RAM的DDR4的插槽規(guī)格，可以插進主機板的RAM槽中。

 而在新廠建置方面，英特爾也在架構日結束后的數(shù)日內，發(fā)出一篇新聞稿指出，英特爾將從過去的PC-centric轉向Data-centric為主的企業(yè)，將為更多的應用與市場來提供解決方案，包含運算、分析、儲存與資料分享等，將不再僅是 CPU的供應商，要競逐整體超過3000億美元的半導體市場。

 也因此，英特爾將提高資本支出，用來投入新的產(chǎn)能興建。英特爾技術與制造總經(jīng)理Ann Kelleher表示，除了將擴大14納米的產(chǎn)能之外，也將更新在亞利桑那州 Fab 42的生產(chǎn)設備。

 此外，她更指出，英特爾已決定在新墨西哥州的工廠開發(fā)新一代儲存和記憶體技術。將于2019年開始在俄勒岡州，愛爾蘭和以色列拓展新的生產(chǎn)據(jù)點制造場地擴建的早期規(guī)劃階段。

 Ann Kelleher表示，透過這些新的工廠產(chǎn)能，英特爾將可更快速的回應市場需求，并使供應時間縮短大約60％。

 整體來說，這些新技術與新產(chǎn)能的規(guī)劃，不難看出英特爾已決心大刀闊斧地往其他的半導體市場前進，而第一步就是與CPU最相關的記憶體與顯示芯片的市場，而會帶來多少的沖擊，又會掀起如何的競爭，值得大家繼續(xù)觀察下去。