英特尔的 10nm Cannon Lake-Y“特殊样品”CPU

发布时间:2022-08-23 阅读量:828 来源: 我爱方案网整理 发布人: Aurora

近日,网上出现了基于Cannon Lake架构的英特尔 CPU 样本,设计为 10nm 芯片的 CPU采用了三芯片设计。或许英特尔将会在其未来的处理器中采用小芯片/混合设计。     

 

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英特尔的 10nm Cannon Lake-Y特殊样品”CPU  

 

YuuKi_AnS透露的图片显示,上述 SKU 是仅供内部使用的“特殊样品”系列的一部分。由于该特定芯片从未零售,我们可以假设这些特殊芯片并非用于大众营销,而是用于测试和内部测试目的。  

  

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根据Angstronomics 的 SkyJuice分析,这里的 CPU 示例图片是一个 3-die MCP(多芯片处理器),采用 BGA1392 封装,尺寸为 28mmx16.5mm。封装上有三个小芯片,10nm CPU 芯片是这三个芯片中最大的,尺寸为 70.5mm2,其次是尺寸为 46.17mm2PCH 芯片,最后是尺寸为 13.72mm2McIVR 芯片。  

 

第三个小芯片用作 CPU 的集成稳压器 (IVR),该功能起源于几年前英特尔的Haswell(和Devil's Canyon )第四代 CPU 架构。但由于有额外的芯片,Cannon 的实现被称为多芯片集成稳压器 (McIVR)McIVR本应处理两个小芯片之间的电压调节,但英特尔此后又选择了 FIVR,并且还在考虑将 DLVR 用于他们的一些下一代设计。  

 

IVR 于 2013 年首次在英特尔的第四代 Haswell 架构中首次亮相。IVR 改变了主板和处理器处理电力传输的方式。它将CPU电压调节直接从主板转移到CPU芯片中。  

 

英特尔表示,这大大简化了Haswell 平台的供电设计,IVR 能够将主板上的五个稳压器替换为 CPU 内部的一个。这种设计的另一个好处包括对处理器进行更细粒度的电压控制。但最终,处于未知的原因,英特尔在第五代 Broadwell 芯片之后取消了所有主流桌面架构上的 IVR。然而,我们认为它的移除与热问题和芯片尺寸限制有关。尽管如此,IVR Haswell 之后重新出现在其他架构中,包括一些移动架构和英特尔的Skylake-X HEDT 架构。  


英特尔也计划将 IVR 集成到其 Cannon Lake 移动处理器中,这个原型就是这个想法的证明。但是,IVR Cannon Lake 中的独特之处在于它的多芯片实现。  

 

从英特尔的角度来看,这种方法很有意义,可以显着改善芯片的电压余量和温度限制。由于笔记本电脑上的 CPU 散热器比台式机散热器小得多,因此CPU 需要具有尽可能高的热效率。将 IVR 移至单独的芯片即可做到这一点,并将热量分散到不同的区域,从而使 CPU 冷却器能够更有效地处理热传递。  

 

以前的 IVR 设计,特别是 Haswell 上的设计,使芯片变得特别热,因为 CPU 冷却器现在必须处理来自稳压器和 CPU 内核、集成显卡和 CPU 缓存组合的热量。  

 

英特尔 Cannon Lake-Y 10nm CPU 系列仅发布了两个 SKU,即 Core i3-8121U M3-8114Y。两者都包含 2 个具有 4 个线程的 Palm Cove 内核,但它们仅在少数笔记本电脑和 NUC 中提供。  

 

遗憾的是,这种三芯片设计从未上市。10nm Cannon Lake CPU 是第一个在 10nm 工艺节点上制造的芯片,但由于与产量相关的几个问题,当行业发展时,CPU 就进入了市场。因此,英特尔自己尝试在未来几年内迅速用 Ice Lake Tiger Lake CPU 取代这个家族,这意味着 Cannon Lake 的寿命很短。   

 

英特尔的10nm之路  

 

英特尔最早公布10nm工艺是在20157月。当时,英特尔指出此项工艺存在Multi-patterning缺陷密度高、良率低的问题。而且,10nm(品名:Cannon Lake)的量产时间是在2017年的下半年,相对原计划晚了一年左右。  

 

2018年年初,英特尔表示:“Cannon Lake已经开始小规模量产,2018年下半年计划开始量产”。但是,20184月,英特尔又公布说:“由于良率较低,10nm工艺CPU的量产推迟到2019年”。后来,2019年量产了第二代10nm工艺(注意,不要与10nm+工艺混淆),与首代10nm工艺技术相比,很多方面都有明显的优势。  

 

英特尔本身应该在2015年(首次正式公布10nm的时间)甚至之前就已经了解10nm工艺的优缺点。在充分了解了风险的基础上,英特尔认识到必须要在未来数年内大批量生产与成本、性能、市场投入时间相匹配的CPU。  

 

于是,在2016年年初,英特尔新发布了新的基本理念,目的是为了导入新工艺技术、微架构。也就是说,延续了十年的“Tick-Tock模式寿终正寝,新的“PAOProcess-Architecture-Optimization,制程-架构-优化)”开始上场。即,通过长期优化微架构,反复改善工艺技术、产品设计。  

 

Brookwood表示,十年来“Tick-Tock”充分发挥了其作用。但是,在14纳米中稍微“跌了个跟头”,导致量产时间延迟一年,而且在10纳米工艺中彻底“崩塌”。另一方面,台积电却保持两年更新一次的步调,虽然台积电的性能提高速度不太快,但性能预测的准确度却极高。实际上,在英特尔还在14纳米“徘徊”的时候,AMD几乎已经将所有系列的产品委托给台积电的7纳米工艺生产。

 

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