英特爾公布全新14nm芯片技術(shù)：Broadwell，低功耗成亮點(diǎn)

　　2006年進(jìn)入酷睿時(shí)代之后，Intel就堅(jiān)持（幾乎）每年交替升級(jí)CPU架構(gòu)和制造工藝，也就是廣為熟知的Tick-Tock。Broadwell屬于其中的Tick，也就是工藝升級(jí)、架構(gòu)基本不變，明年的Skylake則是另一次Tock，工藝不變，架構(gòu)革新。

　　英特爾正式發(fā)布了全新14nm芯片技術(shù)，并將其命名為Broadwell。由于Broadwell代表的是生產(chǎn)工藝的提升，而非新的芯片設(shè)計(jì)，能耗的減少將成為其一大賣(mài)點(diǎn)。新的工藝技術(shù)讓英特爾得以在保持能耗的同時(shí)提升了芯片性能，或是在保存性能的前提下降低能耗。

　　Broadwell是基于14納米制程的首款英特爾處理器，14納米制程使用第二代FinFET（三柵級(jí)）技術(shù)，其晶體管以3D格式堆疊。不過(guò)，英特爾量產(chǎn)時(shí)遇到了困難，導(dǎo)致Broadwell推遲發(fā)布。

　　英特爾表示，相比Haswell芯片，Broadwell在IPC（Instruction Per Clock，即CPU每一時(shí)鐘周期內(nèi)所執(zhí)行的指令多少）上的提升只有5%。而在圖形性能方面，Broadwell將會(huì)得到大幅提升，計(jì)算性能和采樣相比Haswell分別提升了20%和50%，而視頻質(zhì)量引擎的提升更是達(dá)到了后者的兩倍。

　　相比使用22nm技術(shù)的Haswell，英特爾的14nm工藝將能耗降低了25%。而后者在每瓦性能上卻比Haswell高出了兩倍還多。英特爾還加入了第二代的FIVR集成穩(wěn)壓設(shè)計(jì)，以?xún)?yōu)化低壓下的效率。在芯片包裝的X和Y軸上，英特爾實(shí)現(xiàn)了超過(guò)50%的瘦身，從而將尺寸壓縮到了30x16.5x1.04mm，而芯片重量也得到了30%的額外縮減。

　　睿頻技術(shù)（短時(shí)超頻以加快任務(wù)處理速度，然后進(jìn)入低功耗模式）同樣也得到了升級(jí)。Haswell的PL2模式可在系統(tǒng)高功耗下運(yùn)行數(shù)秒時(shí)間，而新的PL3模式進(jìn)一步提升了峰值性能——但持續(xù)時(shí)間僅為幾微秒。此外，英特爾還大幅提升了重新設(shè)計(jì)的I/O功能。

　　Broadwell本身還對(duì)系統(tǒng)部件（處理器、顯卡、系統(tǒng)風(fēng)扇、Wi-Fi芯片、內(nèi)存、電源適配器等）的信息通訊進(jìn)行了優(yōu)化，以實(shí)現(xiàn)跨越整個(gè)系統(tǒng)的電源管理優(yōu)化，從而將續(xù)航最大化。

　　Ivy Bridge、Haswell上的GPU分別是第七代、七代半，Broadwell是在它們基礎(chǔ)上的繼續(xù)改進(jìn)，但還不足以稱(chēng)之為第八代，因?yàn)榈讓蛹軜?gòu)幾乎完全相同的，只是在規(guī)模、性能、功能、技術(shù)上深入增強(qiáng)。API支持方面已經(jīng)和NVIDIA、AMD處于同一檔次，完全支持DX11.2（以及OpenGL 4.3），甚至還領(lǐng)先于NVIDIA的開(kāi)普勒、麥克斯韋架構(gòu)。

　　計(jì)算方面，Broadwell確認(rèn)支持尚未公布的OpenCL 2.0，包括共享虛擬內(nèi)存，大大提升計(jì)算性能。英特爾雖然沒(méi)有類(lèi)似AMD HSA那樣的可編程異構(gòu)架構(gòu)，但至少可以在Broadwell CPU與GPU之間直接共享復(fù)雜數(shù)據(jù)了，而不用來(lái)回拷貝。

　　雖然這次英特爾只是披露了Core M系列的相關(guān)信息，而沒(méi)有公布針對(duì)服務(wù)器市場(chǎng)的Broadwell產(chǎn)品。但是我們相信在Core M成功部署在平板電腦和筆記本以及臺(tái)式機(jī)上，服務(wù)器版的Broadwell產(chǎn)品也將會(huì)被及時(shí)推出。

　　根據(jù)此前媒體的報(bào)道，采用SoC封裝的全新至強(qiáng)Broadwell DE系列系統(tǒng)芯片已經(jīng)被英特爾列入產(chǎn)品的路線(xiàn)圖。作為英特爾公司第一款采用系統(tǒng)級(jí)設(shè)計(jì)的服務(wù)器芯片，Broadwell DE高性能服務(wù)器芯片將以SoC形式整合在服務(wù)器主板上，而不是傳統(tǒng)的插槽式安裝。Broadwell DE芯片將于2014年下半年或2015年年初正式上市。

　　通過(guò)整合至強(qiáng)處理器和兼容的FPGA到一個(gè)單獨(dú)的封裝里，其將與標(biāo)準(zhǔn)至強(qiáng)E5處理器實(shí)現(xiàn)插座（Socket）上的兼容。有了FPGA的可重編程能力，就能夠在工作負(fù)載和計(jì)算需求發(fā)生波動(dòng)的時(shí)候幫助改變算法。根據(jù)行業(yè)的基準(zhǔn)測(cè)試，基于FPGA的加速器可以實(shí)現(xiàn)超過(guò)10倍的性能提升。

　　對(duì)于諸如Broadwell DE這樣的系統(tǒng)級(jí)服務(wù)器芯片，雖然有助于消除潛在的系統(tǒng)在成本和功耗方面的瓶頸，但是插槽式服務(wù)器芯片能夠訪(fǎng)問(wèn)更多的內(nèi)存和計(jì)算資源。Broadwell DE芯片可配備各種的IO控制器，并可根據(jù)實(shí)際需求針對(duì)存儲(chǔ)類(lèi)應(yīng)用系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)類(lèi)應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。與英特爾公司其他提供低功耗、基于Atom的服務(wù)器芯片相比，Broadwell DE芯片是一款運(yùn)行速度更快的產(chǎn)品。Broadwell DE芯片將采用14納米工藝制造。

　　Broadwell DE芯片的系統(tǒng)級(jí)設(shè)計(jì)將有助于減少一些總線(xiàn)接口并提升系統(tǒng)性能，但是在可靠性和功能方面的表現(xiàn)則略差，這就需要用戶(hù)在實(shí)際應(yīng)用中自行權(quán)衡利弊。

　　通過(guò)縮小芯片的尺寸，英特爾和其它芯片公司競(jìng)相推出更先進(jìn)的處理器。通過(guò)發(fā)布14納米制程處理器，由22納米制程的Haswell提升到14納米芯片，PC廠商將打造更輕更薄，更節(jié)電，而且無(wú)需風(fēng)扇的電腦。首款Core M設(shè)備將在年底上市，大批新設(shè)備會(huì)在2015年上半年上市。

　　在電腦和服務(wù)器領(lǐng)域，英特爾處理器占據(jù)了大部分市場(chǎng)份額，但基于ARM的芯片則在移動(dòng)設(shè)備市場(chǎng)處于優(yōu)勢(shì)。為了更好與ARM競(jìng)爭(zhēng)，英特爾不斷推出更節(jié)電的芯片。英特爾利用自己先進(jìn)的工藝和技術(shù)，在低功耗移動(dòng)市場(chǎng)爭(zhēng)取有所作為，打造無(wú)風(fēng)扇的輕薄筆記本、二合一設(shè)備、平板機(jī)，甚至是微服務(wù)器，反擊ARM。