今年进博会上,即将进入商用的半导体尖端技术展示中,最引人注目的恐怕就是Intel展位上的Meteor Lake了——也就是预计在今年底要正式发布的酷睿Ultra 1代处理器,基于Intel 4工艺,并融合了各种先进封装技术的电脑处理器。也是我们过去1年报道的常客。
除此之外,Intel的智能座舱、智能医疗、智能制造等相关技术展示也吸引了不少目光。Intel的现场发言人说这已经是Intel第六年参加进博会了。基于Intel今年的展示,我们来看看半导体技术跨不同垂直行业,可能的未来趋势。
摩尔定律的进化
我们感觉现场最引人注目的,应该还是Intel的“摩尔定律墙”,毕竟这是Intel作为半导体制造厂的拿手——今年Intel也反复在不同的会议上强调2030年单芯片集成1万亿晶体管的目标,表达摩尔定律依旧在延续的现状。
△ 摩尔定律具体到产品上,是体现在了Intel面向不同市场的不同处理器之上的,包括酷睿、至强CPU,Arc、Flex GPU等,覆盖PC、数据中心、边缘、网络等领域;
△ 现场的明星产品还是这颗尚未上市的Intel酷睿Ultra 7处理器,也就是传说中的Meteor Lake,基于chiplet和2.5D/3D先进封装工艺,不同的die/tile应用了不同的制造工艺;值得一提的是,其中也集成了NPU加速单元,是接下来AI PC概念的进一步延展;
应该说Metoer Lake会成为PC走向下一个时代的开端。
△ 这一区同时展示的还有古早时期的酷睿2 Duo处理器,采用45nm工艺,12.25cm²——当时的Nehalem架构,产品代号Bloomfield;左下这张图是32nm工艺的第2代酷睿处理器Sandy Bridge,7.44cm²;右下角则是第4代酷睿处理器,22nm的Haswell,4.95cm²。
22nm也算得上是摩尔定律进化的标志性制造工艺,因为它用上了FinFET结构晶体管。而除了工艺之外,这些芯片本身功能集的持续丰富,以及更高的集成度、更小的die size,都在述说这些年半导体制造技术的进步。
△ AI PC也必然是现在Intel展示的主题,包括用轻薄本来跑生成式AI的演示,Arc GPU加速图片生成等。这也被行业视作是端侧生成式AI兴起的其中一个表现,也会是未来一年的热点。而AI PC的诞生,显然与芯片制造工艺的进步是分不开的,无论是现在包含了大量异构核心的CPU,用作高性能加速的独立GPU,还是未来会集成到处理器SoC上的NPU...
智能边缘的持续推进
从过去一年我们参加Intel不同业务部门的活动,就发现不仅是PC与数据中心,Intel在很多边缘市场的业务也开展得风生水起。“边缘”的概念本身是十分宽泛的,各种端侧与网络设备都在边缘范畴内。
这次我们也在Intel展位上,看到汽车智能座舱、智慧医疗、智能制造等不同应用领域的方案展示。
△ 这次进博会期间,Intel发布与展示的重头戏就是这个,由Intel与复旦大学附属中山医院,以及联影医疗共同发起的“无界”智能虚拟元诊室研发项目。这个所谓的“无界”元诊室,着力于为医患双方提供VR空间交流环境。
现场Intel展示了,系统可以3D数字人的形式,展示医生的形象,通过人体追踪技术+自由视角技术实时捕捉现实中医生的动作、表情。然后通过医疗设备数字孪生管理平台,来远程指导、质控患者的检查检验过程。另外,基于三维虚拟空间的交互指令,这个元诊室还能呈现患者脏器的数字孪生——包括病灶、手术部位等信息的标注等。
硬件层面,这套方案用到了13代酷睿处理器、4代至强处理器、Arc A770显卡,其中似乎也用到了裸眼全息显示器。宣传上,这套方案叫“元宇宙赋能优质医疗资源广泛辐射”,应该说是一种高级的VR应用,结合多传感器+算力,及对应的算法。
△ Intel展示的智能座舱平台方案——Intel在现场介绍中说,此前Intel曾经基于Atom处理器做过智能座舱平台,而这次展示的方案是基于酷睿处理器。这其中应该用上了Project ACRN项目——具体这是个实现虚拟化的hypervisor,专门用于软件定义座舱、IVI、HMI之类的场景。
ACRN本身最早应该是基于工业界的实时虚拟化技术需求发起的,车载应用是其中一个重要方向。基于包括Intel Bridge Technology在内的软件与技术,座舱内“能够同时使用x86和Android两套生态系统”,“Android应用可以直接在x86平台上跑。”当然Intel在宣传中也不忘提能跑生成式AI(Intel处理器现在的常规宣传项),在IVI系统中,自然能够扮演语音助理的角色。
“我们推出基于酷睿的汽车智能座舱平台,相比于以前的平台,性能更加卓越,包括其中的CPU、集成的GPU,以及IO支持上PCIe接口,另外也可以外置独立显卡来提供更多的算力;甚至因此可以在车内玩3A大作。”现场发言人说。
展示中的多屏实现也是基于处理器本身的IO能力。“所有的屏幕都可以被重新定义。”“我们为汽车产业、厂商提供这样一个开放的平台,基于这个平台可以做更进一步的开发。”
△ 这套智能制造相关的系统,是基于AI CV来识别晶圆上的缺陷,此前我们也已经见过多次了。据说是复刻自Intel成都晶圆预处理工厂,是Intel联合本地合作伙伴开发的系统。这套晶圆缺陷检测系统“具有微米级精度”,通过设备内部的3台16k线扫描设备进行图像采集。
软件层面用到了OpenVINO工具套件,进行AI inference,来做晶圆缺陷检测并生成报告。这套系统的最小缺陷检测能力是5μm,晶圆检测效率为60片/小时。据说是在盘片转移飞跃的时候,就瞬间进行视觉采集。“相当于在1分钟内,在一个标准足球场上找到一粒米。”当然了,这只是后道流程中的其中一个环节。
类似方案不仅应用在芯片制造过程中,对应的检测技术还应用在了动力电池、光伏等产线上。方案特色在于采用后装的形式,不需要更换当前产线设备设置,就实现更进一步的智能制造。
绿色算力,节能减碳
从今年年初开始,Intel一直在对外传递“科技向善”“绿色能源”这样的理念和思路。今年2月,Intel在北京召开发布会,与清华同方、Acer一起展示了绿色PC——除了自家处理器要践行低功耗,自家工厂追求低碳节能策略,绿色PC是要做到PC全生命周期的“绿色”。
△ “从‘摇篮’回到‘摇篮’,全生命周期的可持续PC理念”是覆盖到散热器、主板、机箱、电源、扩展与面板多方面的。比如说其中的主板,采用可回收PCB板材,大幅提升回收率;再比如电源,是追求高转换效率的小型化无风扇方案。
此前Intel说在将PC制造的整个生命周期不同阶段“研究透”以后,形成端到端解决方案。前两个月,中国电子学会绿色计算机标准工作组第一次标准讨论会在深圳举行,对于绿色PC的推进,Intel在其中是最为积极的成员之一。预计明年4月,系统标准评测、可回收PCB标准和电源标准就会推出1.0版。
展会现场的工作人员说,虽然相比于数据中心,单台PC能耗并不算大,但PC总量多——推广绿色PC“是Intel在中国的创新”,对于践行节能减排是有非常大的价值的。
△ 除了PC之外,现场还摆了一台用于边缘计算的液冷服务器:这是基于至强处理器的新华三液冷服务器,具体型号为UniServer R4900 G6 Ultra。液冷也是现在大算力芯片企业和OEM厂商普遍在提的散热方案。
宣传中提到“通过冷板式液冷模块大幅提升散热能力,CPU温度可降低18℃,整机功耗降低6%-30%,整机噪声保持在60dB以下”。
Intel说在网络与边缘场景与生态合作伙伴一起积极探索和构建多元化的节能减碳软硬件解决方案。“从适用多种应用场景、高密高效的OTII-E服务器,到应对极端机房环境的液冷技术”,“从基于IPM和AI技术的5G UPF & 基站的节能技术,到物联网的高能效解决方案”。