CPU早已经不只是CPU了！Intel酷睿Ultra详解

  谈到电脑、手机等硬件的升级，近几年我们都会用“挤牙膏”来形容新一代产品的性能表现。

  确实在一年一更新的节奏下，通常产品的性能提升维持在10%～20%之间，鲜有就突破性进展。但每次技术上的跃迁，必标志着我们的世界又进入了一个崭新时代。

  随着今年AI在个人用户中的爆发式增长，不仅服务端出现了前所未有超强算力的AI GPU加速卡，而且在终端上，电脑的CPU也实现了技术上的全面跃迁。

  提到CPU，我们的惯性思维，会认为他就是我们电脑的运算核心，我们会很注重它的性能表现。但实际上，从十年前开始，我们电脑里的那个“黑疙瘩”，早已不单纯地只具有CPU的功能。

  早在2011年，英特尔第二代酷睿处理器（代号Sandy Bridge）就已经将GPU及相关显示输出接口电路与CPU芯片集成在一个Die上。

  此外，视频编解码器、信号处理器等各种专用加速单元也被集成入CPU，形成“系统级芯片”，这大幅度的提高了CPU的处理效率，并减少了对外围芯片的依赖。

  不过随着芯片制造的工艺制程向着越来越精细的尺寸迭代升级，在物理特性上越来越逼近现有材料的性能极限，技术实现越来越困难，芯片制造成本飞速增加。为了可以集成更多电路，同时又能有效控制良率和生产所带来的成本，就出现了Chiplet技术。

  Chiplet技术是将一个大芯片拆分为多个小芯片(Chiplet)，再通过先进封装集成到一起。相比之下，SoC技术是在一块晶圆上制造总系统。而Chiplet可利用不一样厂商的制造技术,让各芯片独立优化，再组装，完美结合性能与成本。被业界视为继SoC之后，新一代系统级芯片解决方案。

  虽然Intel最新的酷睿Ultra处理器不是第一款采用Chiplet设计的产品，但这次升级，标志着PC处理器郑重进入了一个新的时代。

  相比历代的单一制程单一晶圆制造，Intel酷睿Ultra不仅在核心架构上实现了异构整合，而且首次采用了多源晶圆制造的方式。能够说是英特尔在工艺技术和芯片设计上的双重突破。

  作为全球最大的半导体公司，Intel从始至终坚持自主可控的芯片工艺技术。早期的摩尔定律推动其CPU性能稳步增长，垂直一体化的封闭生态也成为其支配PC产业的基石。

  但是，在芯片制造进10纳米后，Intel工艺技术开始明显落后竞争对手。光刻机物理极限、介电层难题等障碍大幅拖累其迭代速度。

  而TSMC等专注晶圆制造的专业代工厂在7nm/5nm节点上不断突破。这迫使Intel开始推动策略性转型，提出了“四年五个制程节点”计划。即通过在四年内推进Intel 7、Intel 4、Intel 3、Intel 20A和Intel 18A五个制程节点，于2025年重获制程领先性。

  在该计划的顺利推动下，酷睿Ultra处理器中Compute Tile部分使用了Intel 4制程工艺。同时全新的小芯片设计，在多个制程工艺优势的协同整合下，为Intel重回制程领先争取到宝贵的时间。而chiplet模式也预示着半导体产业将呈现跨厂商、跨国界的高度协作与共生格局。

  2017年第8代酷睿，14纳米++工艺，Tick工艺节点出现了较大的延迟

  2021年第12代酷睿，Intel 7（10纳米）工艺，CPU采用性能混合架构，大小核设计

  2024年酷睿Ultra，Intel 4（7纳米）工艺，分离式模块化设计，首次采用多源晶圆制造