敌人的敌人就是朋友 英特尔携手AMD打造移动处理器

《电脑爱好者》2017年第24期 2018-05-28 11:04专题 标签:英特尔 移动处理器 AMD
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英特尔和AMD堪称世纪冤家,在X86处理器领域争斗了数十年(图1)。然而,在“同行是冤家”的潜规则下二者最终还是走在了一起:将各自擅长的技术融入在一颗芯片上,从而打造出了一颗“梦想之芯”。

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始于多年前的布局

当第一次听说AMD要将自己的图形技术授权给英特尔打造处理器时,很多业内人士都曾信誓旦旦地表示“不可能”!然而,事实却是两家企业早在2015年就开始偷偷研发了,产品内部代号为“R22”,只是到了2017年底才被正式宣布而已。

问题来了,英特尔找AMD做核显不怕对方侵占自家在GPU领域的份额?而AMD将图形技术交给英特尔,就不怕和自家产品竞争?请放心,无论是英特尔还是AMD,都非常清楚双方具体对抗的领域,二者合作并不影响自家产品的布局。

对英特尔而言,与AMD联手目的是为了推出更轻、更薄和性能更强大的移动平台,将笔记本电脑厚度从传统的26mm降至11mm~16mm,最终交付对消费者利好的创新产品。而对AMD而言,与英特尔携手将拓展AMD Radeon显卡的装机基数,由于与英特尔合作的芯片主要针对高端游戏玩家(份额小但利润高),和计划年底上市的锐龙移动处理器(代号为“Raven Ridge”)并无竞争关系。

这是一颗怎样的芯片

在本文截稿时,英特尔和AMD联合打造的芯片还没有正式的官方名称,字面的意思是“多核心处理器包”(下文简称“联合处理器”)。它的物理形态是在一颗处理器的PCB上嵌入三颗独立封装的芯片(图2)。

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这种设计是不是看着很熟悉?英特尔在推出第一代酷睿处理器时,CPU和GPU部分就是类似结构,使用“胶水”粘在一起。

没错,“联合处理器”的CPU和GPU部分也是独立存在的。其中,英特尔付出了45W TDP的第八代酷睿处理器核心(移动版,代号为Coffee Lake-H),而AMD则提供了基于最新Vega架构专门定制的Radeon GPU单元,二者之间通过PCI-E 3.0高速总线互连。需要注意的是,“联合处理器”的GPU部分是AMD自家提供的,这两颗芯片并非来自同一个光刻机下蚀刻制造。

想充分发挥GPU的性能,高性能的缓存自然不可或缺。和英特尔GT3e核显理念相同,“联合处理器”在Vega GPU部分也加入了额外的HBM2显存颗粒(图3),拥有1024bit位宽,但是它并没有采用AMD自己的互联层,而是英特尔统一设计的嵌入式多裸片互连桥接(EMIB)。EMIB是一种小型的智能桥接,它能够有效连接CPU、GPU和专用显存,允许异构芯片在极其接近时快速传递信息,并消除了高度、制造和设计复杂性的影响,有助于设计更小、效率更高、功能更强大、运行更高效的产品(图4)。

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因此,虽然“联合处理器”从表面上看貌似和一代酷睿核显的胶水方案相似,但它们无论是底层架构还是互联技术层面都不可同日而语,完全不用担心数据交互时的耗损,真正实现1+1大于2的效果。

好钢已现 刀刃在哪

英特尔和AMD费这么大劲整出了一颗联合处理器,它能为PC产业带来怎样的变化?我们不妨回顾一下传统游戏本:在过去,搭载45W TDP移动处理器的笔记本,需要在主板上嵌入处理器芯片、独立显卡芯片(图5),以及围绕在独显周围的显存颗粒和无数电容电阻,至少需要占用成年人一个巴掌的空间。

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为了让这些芯片全速运行时不因过热降频和死机,需要在每个芯片表面都覆盖散热片(图6),并通过多根热管将温度传递到散热鳍片,并借助风扇排出笔记本体内,这种多芯片的散热模块也注定不会太过 轻薄。

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“联合处理器”最大的意义,就是通过重新封装的方式,将CPU、GPU以及由GDDR5变成的HBM2显存全都集成在一个基板内,二者互联的走线也转移到的新的封装里,从而大大降低对主板PCB空间的占用(图7)。这部分节省出来的空间,既能让笔记本进一步压缩身材实现瘦身的目的,也能塞进更大的电池提升续航能力,还能进一步改进散热模块缓解散热压力。

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其中,让游戏本变得更薄,则是“联合处理器”的最核心诉求。而英特尔对“联合处理器”的期望是,希望它能出现在VR背包、轻薄本、PC平板二合一、以NUC为代表的迷你PC和超薄一体电脑身上(图8)。

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1+1后有多强

英特尔在9月推出的移动版八代酷睿处理器隶属于Kaby Lake-Refresh平台,其TDP只有15W,转为轻薄本打造。而“联合处理器”所用的CPU部分则是Coffee Lake-H平台,和已上市的i7-8700K桌面处理器一脉相承。凭借着6核心12线程的特性,这个CPU部分代表了移动处理器领域的最强水准。

相对而言,最值得引起我们关注的应该是有AMD提供的Vega GPU部分。从资料来看,“联合处理器”整合的Vega GPU最多将拥有24个计算单元,相当于1536颗流处理器,同时还有着最高1100MHz核心频率和4GB HBM2显存。

我们不妨回顾一下AMD即将发布的锐龙移动处理器(详见上期特别话题栏目),最高端的Ryzen 7 2700U集成的Vega核显仅配备10组计算单元,相当于640个流处理器,此时它就已经拥有2.5倍于八代酷睿核显的性能,十分接近NVIDIA最新GeForce MX150独显的成绩。

“联合处理器”的Vega GPU计算单元是Ryzen 7 2700U的2.4倍,所以它的3D性能表现更是值得期待。从国外媒体曝光的数据来看(图9),具体型号为i7-8809G的联合处理器,在3DMark11测试中的GPU子项分数可以大幅超越NVIDIA中高端级别的GTX1050 Ti,领先幅度达31%,甚至可以实现87% GTX 1060独显的性能!

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隐藏在背后的意义

英特尔早前之所以推出Iris Pro核显,就是希望打造出集轻薄和性能于一身的PC设备(主要是笔记本和迷你机)。然而Iris Pro核显性能至多和NVIDIA/AMD主流独显持平,对喜换玩游戏的玩家而言还需单独搭配独立显卡。再加上Iris Pro总被集成在昂贵的高端处理器身上,颇有高不成低不就的嫌疑。

“联合处理器”的出现,可以让集显超薄本/二合一设备在保持现有身材的前提下,获得超越GTX1050 Ti独显的游戏性能。你可以想象一下,当一款轻薄如Surface Pro的二合一设备,性能却足以媲美Alienware 13时会是一种什么感觉(图10)。

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在PC产业不景气的今天,单靠英特尔或单靠AMD都不足以唤醒市场。那么,如果是英特尔+AMD呢?

同时,人工智能已经成为整个科技圈的未来风向标,唯有具备更强并行运算能力的GPU才符合深度学习算法的训练需求。“联合处理器”在单芯片的物理结构上就提供了(相对同尺寸产品)最强的CPU和GPU,无论是日常使用还是AI运算都有着极大优势。换句话说,如果有用户需要在最小空间内实现上述目标,“联合处理器”也是现阶段的唯一之选。

作为全球首款使用EMIB的消费级产品,基于这种英特尔+AMD异构芯片的设备将在2018年第一季度问世,让我们一起期待吧。