近日，Intel公司在Computex年度活动中展示了其最新移动处理器Ice Lake（冰湖）的预览版本。
这款新的芯片计划于下个月推出，这是英特尔的一个重要里程碑，Ice Lake是该公司首款采用期待已久的10纳米工艺制造的处理器，该工艺的采用几经波折，多次延迟。
英特尔最初计划于2015年推出首款10纳米芯片，之后该公司被迫将计划推迟到2016年，后来又因为需要努力完善工艺流程，不得不将时间推迟到2017年之后。该公司从来没有透露推迟的正式理由，但是人们普遍认为推迟与产量有关。
如果英特尔想要保持其在芯片制造行业领先地位的话，掌握10纳米工艺至关重要。10纳米指的是微型晶体管或电子门的大小，它们可以快速打开或关闭以在芯片上执行计算。芯片上能够集成的微型晶体管越多，芯片就越强大，因为这意味着它可以执行更多的计算。此外，较小的晶体管的功耗也相对较小，这意味着更长的电池续航能力。
好消息是英特尔似乎终于把事情弄好了。该公司还承诺在2021年推出首款7纳米芯片，该公司本月早些时候表示，Ice Lake的图形性能将比目前的14纳米芯片产品提高一倍，视频转码速度提高一倍，人工智能计算能力提高两到三倍。
在Computex活动之前，该公司更多地谈到了这些功能，声称Ice Lake的性能提升应更多地归功于软件的进步，而不是内核数和时钟频率等硬件改进。鉴于芯片制造领域许多竞争对手——包括Advanced Micro Devices Inc.和台湾半导体制造有限公司在几个月之前就已经推出了自己的7纳米产品，英特尔会强调软件的重要性大过硬件就一点不令人意外了。
尽管如此，英特尔首席架构师兼架构、软件和图形高级副总裁Raja Koduri的说法可能更为切合实际：“对于每一种新硬件架构来说，软件可以实现两种不同量级的性能潜力。”
特别是，英特尔谈到了Ice Lake专业工作负载性能的提升几乎完全依靠软件实现。包括视频游戏中大量的移动图形改进——这得益于Ice Lake芯片内置的Gen 11图形引擎。这款新的图形引擎实现了一种被称为“可变速率着色”的功能，该功能可以针对场景的不同部分应用不同的处理能力，以此增强渲染功能。英特尔表示，Gen 11图形引擎的性能几乎达到了Gen 9图形引擎的两倍。
Ice Lake芯片的另一种理想工作负载是人工智能。英特尔表示，Ice Lake是第一款直接在个人计算机上支持人工智能的处理器，这得益于其在中央处理器上集成了该公司专有的“Deep Learning Boost”软件，以及在图形处理单元上增加了“人工智能指令”。Ice Lake也使用“低功率加速器”，英特尔声称这些技术的结合可以帮助芯片执行人工智能推理任务，速度比竞争对手的产品快8倍。
Moor Insights＆Strategy的分析师Patrick Moorhead表示：“我最希望了解哪些应用程序利用了DLBoost，现在这一点还不是很清楚。” Patrick Moorhead表示： “如果它可以使用流行的照片、视频、生产力和游戏应用程序，英特尔就可以在这里获得优势。”
Constellation Research Inc.的分析师Holger Mueller表示，Ice Lake表明芯片制造商们正在竞相在芯片上提供真正的人工智能功能。
Mueller表示：“竞争正在进入下一代应用，而那些能够在硅片上提供最好的人工智能支持的厂商可能会成为赢家。”Mueller表示： “英特尔新推出的Ice Lake芯片非常适合这种趋势。”
除了新的Ice Lake芯片外，英特尔还展示了第二款被称为第9代英特尔酷睿i9-9900KS特殊版处理器的微芯片。英特尔表示，这是世界上第一款全部八颗内核以5千兆赫兹的“涡轮增压频率”运行的芯片，这使其成为“世界上最好的游戏台式机处理器”。
冰湖有多快？
芯片行业有一句古老的格言：从未在新的制造工艺上推出新的处理器设计，因为增加了代价高昂的制造错误的风险。英特尔似乎相信它已经避开了风险，因为去年它通过Cannon Lake推出了未经测试的10nm工艺，这是一款相对未知的Core i3芯片 ，去年英特尔作为联想笔记本电脑的一部分运往亚洲。英特尔研究员兼首席客户架构师Becky Loop表示，Ice Lake上的每一块IP都被“触及”并针对10nm进行了优化。
然而，Ice Lake建立在去年年底英特尔公布的新“Sunny Cove”（现在显然是Sunnycove）的核心设计之上。用一位高管的话来说，Sunnycove的设计更深，更宽，更智能。实际上，这意味着像Ice Lake这样的Sunnycove芯片可以并行执行更多操作（5个，而Skylake则为4个），并且增加了8到10个执行端口。Sunnycove的1级数据缓存从32KB增加到48KB，2级缓存从256KB增加到512KB。高速缓存用于存储经常使用的指令，而不是必须从系统内存中搜索它们。以同样的方式考虑它们，大而深的口袋是存储您经常需要的东西的有用位置。
与Sunny Cove（或“Sunnycove”）处理器架构相关的详细规范
总的来说，英特尔声称基于Sunny Cove的芯片平均每个时钟周期的指令比各种基准测试中的Skylake架构多18％。英特尔还添加了针对特定任务的指令，例如加密性能，矢量AES和用户模式指令防护等安全增强功能。
认识冰湖的高斯神经加速器
不过，英特尔至少对AI进行了两项具体改进：添加DL Boost（深度学习增强）指令和高斯神经加速器，这是一种专用于加速AI功能的逻辑核心。不要像Cortana或Alexa这样的数字助理考虑AI。相反，Ice Lake的两项新技术都旨在加速诸如Microsoft Teams中的背景模糊，Microsoft Photos中的语义搜索或商务会议的识别和转录等任务。
在这张照片中很难看到，但英特尔的AI功能正在这些猫照片中展示，这些照片使用AI进行了去模糊化
英特尔研究员兼CPU计算架构总监Ronak Singhal 称之为高斯神经加速器，这是后一项任务。它在后台持续运行，但功率非常低，执行计算密集型任务而无需耗费电池电量。据英特尔称，Sunny Cove的人工智能性能比“Whiskey Lake”Core i7-8565U提高了2至2.5倍。
高管们还表示，Ice Lake使用AI来管理提升性能，它称之为带有机器学习的英特尔动态调优2.0。不同于老一代，它使用更多的“全有或全无”方法在芯片的Turbo Boost中应用超频能力，英特尔的动态调整使加速器略微加速，大幅提升，然后自愿退出，同时试图确定“只是足够的“超频性能水平，并尽可能延长。英特尔希望这种智能性能管理能够克服较低的涡轮增压门限，尽管如果这是真的还有待观察。
Ice Lake动态管理和调整涡轮增压性能的能力
英特尔的高斯神经加速器似乎针对某些特定于AI的指令进行了优化，这些指令可以为各种任务提供动力
Ice Lake的Gen11显卡将如何推动个人电脑的发展
英特尔副总裁Lisa Pearce表示，虽然英特尔致力于将其Xe GPU架构推向市场，但Ice Lake核心的Gen11图形代表了“全尺寸内置架构之旅的重大飞跃”。架构，图形和软件。Pearce说，总体设计目标是提高能效。
英特尔Gen9.5显卡使用12到48个执行单元，其中大多数EU保留用于Iris Plus图形。另一方面，Ice Lake的Gen11显卡现在包含多达64个EU，运行频率高达1.1 GHz，Pearce表示，总计1.12 teraflops的32位计算性能。从显示的角度来看，Gen11显卡能够支持三个120Hz的4K同步显示器，一对60K的5K显示器或一个8K30显示器。图形引擎包括三个显示管道，支持DisplayPort 1.4 HBR3和HDMI 2.08，以及HDR10和Dolby Vision。还有一对固定功能的HEVC / VP9视频编码器。
Gen11显卡