未來處理器還依賴于最先進工藝嗎？Intel Core、Atom處理器給了答案！

作為英特爾兩大核心處理器系列之一，酷睿品牌已問世十二年之久。對于高性能的Core(酷睿)架構(gòu)，英特爾在未來三年內(nèi)列出了三個新的代號：Sunny Cove、Willow Cove、Golden Cove。整體而言，英特爾Core系列未來的發(fā)展戰(zhàn)略是定位于從Pc到數(shù)據(jù)中心乃至更多應(yīng)用的計算解決方案的基石。

基于10nm工藝的Sunny Cove將于2019年上市，提供高更的單線程性能、新的指令集架構(gòu)和改進的可擴展性。

Willow Cove規(guī)劃在2020年上市，很可能也是基于10nm，創(chuàng)新重點為緩存重新設(shè)計、新的晶體管優(yōu)化(基于制造工藝)以及其他安全功能，可能是指新一類側(cè)信道攻擊的進一步增強。

Golden Cove則規(guī)劃在2021年，工藝制程很有可能會進入7nm，Golden Cove的重要創(chuàng)新在于單線程性能的提升、人工智能性能的聚焦，網(wǎng)絡(luò)及5G功能以及AI性能的增加，安全功能也有所提升。

Sunny Cove以及其后的幾代微架構(gòu)，在通用領(lǐng)域上將在更深入、更寬闊和更智能三個方向努力以改善性能。具體來說，更深入指的是通過增大L1數(shù)據(jù)緩存、L2緩存等實現(xiàn)分支預(yù)測、緩存、解碼等方面的性能改進;更寬闊指的是并行執(zhí)行更多操作，除了上一條中更深層的緩沖區(qū)，還提供更多的執(zhí)行單元來增加每個時鐘周期內(nèi)可處理的各種操作;更智能指的是更新更好的算法，可減少延遲，提高分支預(yù)測準(zhǔn)確性、降低負(fù)載條件下的延遲，從而有效地提高IPC效能。在特定應(yīng)用領(lǐng)域上，將通過新的指令集架構(gòu)、編譯器和庫等軟件工具等方向來改善性能。

此外，Sunny Cove還將支持爆炸性的內(nèi)存增長，通過采用五級分頁結(jié)構(gòu)，將可管理的虛擬地址空間增加到57位，物理地址空間最多52位，這意味著它可以支持最高4PB的內(nèi)存，遠(yuǎn)超Skylake架構(gòu)的64TB尋址能力。這也為Sunny Cove支持大容量持久內(nèi)存(Optane DIMM)提供了可能。

至于目前的14nm Core系列處理器，英特爾也將繼續(xù)通過多個領(lǐng)域的創(chuàng)新，通過頻率推動性能優(yōu)化，并加速AI和機器學(xué)習(xí)性能導(dǎo)入。對于Cascade Lake系列，將從10nm產(chǎn)品開始引入VNNI，Cooper Lake則將開發(fā)支持bfloat16的新型指令集架構(gòu)，同時加速提升深度學(xué)習(xí)性能。

Atom(凌動)系列

Atom(凌動)系列使用廣泛，適合嵌入式工業(yè)場合，移動互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備(MID)，以及簡便、經(jīng)濟的上網(wǎng)本等。與一般的桌面處理器不同，Atom處理器采用順序執(zhí)行設(shè)計，這樣做可以減少晶體管的數(shù)量。英特爾對于未來Atom系列的規(guī)劃節(jié)奏要比Core系列慢上許多。

2019年即將推出的下一代微架構(gòu)稱為Tremont，專注于單線程性能提升、電池續(xù)航時間提升和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器性能。

Gracemont規(guī)劃在2021年推出，將具有額外的單線程性能并專注于提高頻率，以及矢量性能提升，這可能意味著Atom將獲得更寬的矢量單位或支持新的矢量指令。

更下一代的Xmont(也就是說還未定下名稱)，英特爾仍在規(guī)劃其功能和性能提升。

上述只是微體系結(jié)構(gòu)的名稱。這些內(nèi)核所使用的實際芯片可能會有不同的名稱，這意味著芯片可能是Core架構(gòu)而以Lake命名，例如，Ice Lake將是Sunny Cove核心。

最后，英特爾公司處理器核心與視覺計算高級副總裁Raja Koduri表示，英特爾將其微體系結(jié)構(gòu)更新分為通用性能提升和特殊用途性能提升兩個不同的部分。通用性能更新為原始IPC(每時鐘指令)吞吐量或頻率增加，另一種是特殊用途性能提升，這意味著可以通過其他加速方法(如專用IP或?qū)Ｓ弥噶?來改進特定方案中使用的某些工作負(fù)載。無論代碼如何，這兩者中的任何一個的增加都會導(dǎo)致性能提升，而未來的微體系架構(gòu)將不依賴于最先進的工藝制程，最新產(chǎn)品將以當(dāng)時可用的最佳工藝技術(shù)推向市場。因此，我們可能會看到一些核心設(shè)計跨越不同的工藝節(jié)點。

近段時間以來，英特爾10nm產(chǎn)品出現(xiàn)了延遲，對此Raja Kodur表示，英特爾的產(chǎn)品將與晶體管能力(即工藝制程)脫鉤。英特爾在10nm上擁有強大的IP，如果將其用于14nm將會實現(xiàn)更好的性能。而英特爾采用了新的方法來將IP與工藝技術(shù)分離。他強調(diào)，客戶購買的是產(chǎn)品，而不是“晶體管”。

至于如何確保未來不再發(fā)生延遲的情況，英特爾首席工程官兼技術(shù)、系統(tǒng)架構(gòu)和客戶端產(chǎn)品業(yè)務(wù)總裁Murthy Renduchintala補充說，現(xiàn)在必須確保我們的IP并不是局限在某個工藝節(jié)點的，跨越多個工藝節(jié)點實現(xiàn)IP可移植性的能力非常重要。英特爾將繼續(xù)在設(shè)計中承擔(dān)巨大的風(fēng)險，但是也會有應(yīng)變措施，需要盡可能多地制定無縫銜接的路線圖，以避免類似情況，并確保在有需要時盡快執(zhí)行這些路線圖以滿足客戶的期望。

他解釋，未來的工藝節(jié)點應(yīng)用，例如10nm、7nm將比以往具有更多的重疊，以保持產(chǎn)品設(shè)計的流暢。