英特尔决战AI时代:剑指PC,推出5nm专用AI芯片

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英特尔在加州圣何塞举办“Innovation 2023" 活动,英特尔 CEO 帕特·基辛格登台,年过六旬的他一上场便做了一个伏地挺身,为这场信息量爆炸的演讲做了铺垫。

在这场英特尔年度最重要的发布会上,基辛格接连宣布公司在芯片,尤其是先进制程上的最新进展;包括采用 5 纳米的下一代 AI 专用芯片 Gaudi 3;酷睿 Ultra 和第五代至强处理器;以及 Intel 18A(1.8 纳米)制程……

英特尔决战AI时代:剑指PC,推出5nm专用AI芯片插图 英特尔 CEO 帕特·基辛格登台;拍摄:苏建勋

这次英特尔的发布会中,AI 是贯穿始终的主旋律。

演讲开篇,基辛格便表示,AI 正在催生全球增长的新时代,在新时代当中,算力便起到了重要的作用,开发者正迎来巨大的商业和社会机会——算力离不开芯片,如今芯片形成了规模达 5740 亿美元的行业,驱动着全球背后约 8 万亿美元的技术经济。

随后,基辛格宣布推出第五代“至强”处理器、以及即将发布搭载着英特尔酷睿 Ultra 处理器的 AI PC。

英特尔先是披露了一台采用英特尔至强处理器,和 4000 个英特尔 Gaudi2 加速器的大型 AI 超级计算机。英特尔表示,Gaudi 2 加速器已经能满足各种 AI 计算的解决方案,包括更大更具有挑战性的大语音模型等等。

英特尔决战AI时代:剑指PC,推出5nm专用AI芯片插图1 英特尔 Gaudi2 加速器路线图

英特尔方面称,其第五代“至强”处理器未来将在同样功耗下,提升数据中心的性能和存储速度,相比于上一代,AI 方面的性能提升了 2 - 3 倍,将于 12 月 14 日发布。

英特尔决战AI时代:剑指PC,推出5nm专用AI芯片插图2 第五代英特尔至强处理器

为了展示 AI 能力的全面跃升,英特尔还拉了下游伙伴来站台,包括 AI 独角兽 Stability AI、以及阿里云智能 CTO 周靖人。

周靖人主要阐述了阿里巴巴如何将内置 AI 加速器的第四代英特尔®至强®可扩展处理器,用在阿里云的通义千问大模型上。其称,英特尔的技术,大幅缩短了模型响应时间,“平均加速可达 3 倍”。

至强处理器和 Gaudi2 加速器的搭配,更多是用在数据中心上,而英特尔此次也在探索如何把 AI 与端边计算融合,改造原有的 PC 体验。

英特尔决战AI时代:剑指PC,推出5nm专用AI芯片插图3 英特尔酷睿 Ultra 处理器

英特尔甚至将他们即将推出的酷睿 Ultra 处理器称为:“PC 处理器路线图的转折点”——这颗处理器 * 的亮点在于,英特尔在上面安装了一颗神经网络处理器(NPU),让传统的 PC 也能够在本地实现更强的 AI 加速体验。

另外,这颗芯片的亮点还有:是 * 采用 Foveros 封装技术的产品;也集成了英特尔的锐炫显卡,能够有独立显卡的性能。

英特尔决战AI时代:剑指PC,推出5nm专用AI芯片插图4 酷睿 Ultra 处理器

英伟达在 AI 时代 * 的财富是在全球拥有一大波忠诚的开发者。而英特尔显然也有意构建自己的生态体系,为开发者们创造更高拓展性、透明度的开发环境。

英特尔这次便开放了开发者云平台,开发者们可以利用最新的英特尔软硬件创新,来进行 AI 开发(包括用于深度学习的英特尔 Gaudi2 加速器),如第五代英特尔至强可扩展处理器、英特尔数据中心 GPU Max 系列 1100 和 1550。

对于开发者来说,使用英特尔开发者云平台时,他们可以构建、测试并优化 AI 以及 HPC 应用程序,还可以运行从小规模到大规模的 AI 训练、模型优化和推理工作负载,以实现高性能和高效率。

另外,英特尔还推出了发行版 OpenVINO 工具套件,这个套件针对跨操作系统和各种不同云解决方案,集成优化了多个预训练模型,包括多个生成式 AI 模型,比如 Meta 的 Llama 2 模型等等。

英特尔决战AI时代:剑指PC,推出5nm专用AI芯片插图5OpenVINO 工具套件可以支持多个预训练模型;拍摄:苏建勋

也有数家 AI 创业公司展示了他们如何使用这一套件——“Fit:Match 公司”便展示了他们如何使用 OpenVINO 来加速应用程序,以及如何革新了零售和健康行业,帮助消费者找到更合身的衣服;“ai.io 公司”则借助 OpenVINO 评估运动员的表现。

从缔造芯片领域金科玉律的摩尔定律,到“奔腾的芯”,再被比尔盖茨称为“芯片 *”的英特尔,几十年来在芯片领域一直一骑绝尘。不过,近些年来,英特尔曾经的竞争对手们,比如台积电、三星等等,都向 3nm 及更高的制程迈进,这给英特尔在先进制程上带去了不少挑战。

英特尔一直想改变现状。而发布会上最值得关注的信息是,帕特·基辛格披露了先进制程上的进展。

早在去年,英特尔宣称会用四年抓紧追赶进度,预计将跨过 5 个制程节点的大计:Intel 4 制程芯片将会在 2022 年下半年投产,其晶体管性能每瓦将提高约 20%;Intel3 芯片将会在 2023 年的下半年投产,性能提升约 18%。

英特尔决战AI时代:剑指PC,推出5nm专用AI芯片插图6 帕特·基辛格展示基板材料

而这次,帕特·基辛格表示,“四年五个制程节点”计划目前进展顺利,其中,Intel 7 已经实现大规模量产,Intel 4 已经生产准备就绪,Intel 3 也在按计划推进中,目标是 2023 年底发布——英特尔此前的承诺基本上都兑现了。

除了在先进制程下苦功夫追赶,英特尔还找到了一条更“讨巧”的方法,在后摩尔定律时代的寻求突围。

正如基辛格所表示的,摩尔定律的下一波浪潮将由多芯粒封装技术所推动。为此,英特尔在封装过程中首先尝试了能够提升芯片密度的新材料和新封装技术。

据英特尔表示,将会越来越多使用玻璃基板(glass substrates)来作为芯片的封装材料。

英特尔决战AI时代:剑指PC,推出5nm专用AI芯片插图7 玻璃基板材料

此前,芯片行业的封装材料主要采用有机基板,相比之下,玻璃基板的优势,一方面可以让所连晶体管提升十倍左右;还具备更好的光学、物理和机械属性,可以承受封装过程中更高的温度,以及出现更小的图形变形程度。

尤其是,当芯片向高精度低制程发展,小芯片的 Chiplet 技术越来越成为行业主流选择,而玻璃基板的这些特性,可以让芯片在更小的面积上面塞进更多的小芯片。

英特尔已在玻璃基板技术上投入近十年时间,目前在美国亚利桑那州拥有一条完全集成的玻璃研发线。这条生产线的成本超过 10 亿美元,业内只有少数公司负担得起此类投资,而英特尔是迄今为止 * 一家开发出玻璃基板的公司。

英特尔方面表示,玻璃基板将于 2020 年代后期(2028 年左右)推出,这一项技术瞄准的是数据中心和 AI 场景的爆发。

英特尔决战AI时代:剑指PC,推出5nm专用AI芯片插图8 测试用的玻璃芯基板

除了积极尝试新材料之外,英特尔在芯粒技术上还在推动多家公司的行业合作,解决各家 IP 的封闭性所带来的阻碍。

发布会上,英特尔展示了基于通用芯粒高速互连开放规范(UCIe)的多芯粒封装——该测试芯片不仅仅集成了基于 Intel 3 制程节点的英特尔 UCIe IP 芯粒,还有基于 TSMC(台积电)N3E 制程节点、Synopsys(新思)UCIe IP 芯粒。三家公司的不同芯粒,通过 EMIB(嵌入式多芯片互连桥接)的先进封装技术互连在一起。

英特尔推动这一标准的意义在于,能够让来自不同厂商的芯粒能够协同工作,提高效率。帕特·基辛格表示,目前开放标准已经得到了超过 120 家公司的支持。

英特尔决战AI时代:剑指PC,推出5nm专用AI芯片插图9 多芯粒封装

除此之外,英特尔还在探索芯片的边界,比如量子芯片。

此次发布会上,英特尔重提了不久前在量子芯片上的进展——此前,英特尔发布了包含了 12 个硅自旋量子比特(silicon spin qubit)的量子芯片 Tunnel Falls。

硅自旋量子芯片,和正常的一个晶体管大小相似,但是比其他类型的量子比特小了 100 万倍,未来极有可能是量子计算的平台。

英特尔目前也将其当做一项战略重点来布局,把这几十年的芯片制造能力导入,已经可以用先进芯片的产线来生产这种芯片。

帕特·基辛格表示,在英特尔的晶圆厂里,这颗芯片是在 300 毫米的硅晶圆上生产的出来的,还用上了极紫外光刻技术(EUV),以及栅极和接触层加工技术等等。

通过种种布局,帕特·基辛格表示,计划在 2030 年后,继续推进摩尔定律。

(除了标注外,文中图片都来自英特尔)

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英特尔决战AI时代:剑指PC,推出5nm专用AI芯片插图10

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追风者
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