英特尔发布全球首款基于UCIe连接的Chiplet（小芯片）处理器

英特尔CEO帕特·基辛格：英特尔正在开创人工智能电脑的新时代。

英特尔CEO帕特·基辛格（Pat Gelsinger）在Innovation 2023大会上展示了全球首款基于UCIe连接的Chiplet（小芯片）处理器，该芯片采用Intel 3工艺节点上制造的Intel UCIe IP芯片，与在台积电N3E节点上制造的Synopsys UCIe IP芯片配对。两个Chiplet通过英特尔的EMIB接口进行通信。

通用Chiplet Interconnect Express（UCIe）接口得到了众多行业巨头的支持，例如英特尔、AMD、Arm、英伟达、台积电和三星以及其他120家公司。该互连设计旨在通过开源设计标准化Chiplet之间的芯片间互连，从而降低成本并培育更广泛的经过验证的Chiplet生态系统。

当今的多Chiplet封装使用专有接口和协议相互通信，这使得广泛采用第三方Chiplet成为一项艰巨的任务。UCIe的目标是创建一个具有标准化接口的生态系统，以便有一天芯片制造商能够简单地从其他设计人员那里选择Chiplet，并以最少的设计和验证工作将它们融入到新设计中。

UCIe联盟于2022年成立，已经获得了芯片制造行业的广泛支持。联盟已经相继推出了UCIe 1.0、1.1规范。该联盟制定了非常激进的性能和面积目标，将目标市场分为两个广泛的范围，采用标准2D封装技术和更先进的2.5D技术（EMIB、CoWoS等）。先进的封装选项可提供更高的带宽和密度。

英特尔基于Chiplet的处理器，如Sapphire Rapids和新发布的Meteor Lake，目前使用专有接口和协议进行Chiplet之间的通信，但英特尔已宣布将在其下一代Arrow Lake消费级处理器之后使用UCIe接口。AMD和英伟达也在致力于自己的计划，但还没有展示可用的硅芯片。

作为一家长期领先的半导体企业，以CPU而闻名天下的厂商，英特尔在处理器方面的进展尤其值得关注。在本次大会上，英特尔也的确带来了全面的展示，英特尔的PC芯片从此也开始全面进入AI时代。

基辛格表示：“人工智能将从根本上改变、重塑和重构 PC 体验，通过云和 PC 协同工作的力量释放个人生产力和创造力。为此，英特尔正在开创人工智能电脑的新时代。”代号为Meteor Lake的Intel Core Ultra处理器，正是英特尔实现上述目标的一个重要倚仗。

在英特尔看来，Core Ultra 代表了英特尔客户端处理器路线图的一个转折点，因为它是第一个由 Foveros 封装技术（英特尔的3D封装技术）支持的客户端Chiplet设计，还采用了 EUV 光刻技术。从设计上看，芯片内部包含了computing tile、graphics tile和SoC tile和I/O tile四个部分。其中，computing tile是基于Intel 4工艺打造，graphics tile是基于台积电的5nm打造，SoC tile则采用台积电的6nm打造，这正是Chiplet精神的体现。值得一提的是，这个芯片的Soc tile上还集成了英特尔首个NPU。

具体到芯片设计细节上。据透露，该芯片的couputing tile中有一对新的核心，一个名为 Redwood Cove 的 P 核心和一个名为 Crestmont 的新 E 核心。其中，新的 P 核心是英特尔第 12 代核心 (Raptor Lake) 处理器中之前的 Golden Cove 核心的直接继承者，通过新的 Redwood Cove 核心，英特尔在芯处理器上带来了不小的 IPC 提升。 

至于E核心，据报道，通过矢量神经网络指令 (VNNI) ，该核心保持基于 CPU 的 AI 加速。而与 P-Core 一样，E-Core 也受益于增强的 Thread Director 反馈，它提供了更好的粒度控制和优化。

来到SoC tiles上，据介绍，通过在硅片上实施片上网络 (NOC)，英特尔摆脱了网状路由的旧有限制。这不仅仅是为了让数据通道更快，而是旨在实现对内存的更智能、更节能的访问。在利用 EMIB 和 2D 缩放后，数据路径会短得多，从而减少功耗，但较短的电线也有助于减少总体延迟损失。

如前面所说，在这个SoC tile上，还有一个全功能神经处理单元 (NPU)，这是英特尔面向客户端处理器的首个NPU，得益于这个模块，英特尔能够直接将 AI 功能引入到客户端芯片上，且因为其与 OpenVINO 等标准化程序接口兼容，这就使得在开发的时候能够给相关人员带来便利。据介绍，这个NPU由两个神经计算引擎组成，它们可以协作完成单个任务，也可以独立运行。而这些神经计算引擎的则主要包括了两个组件：推理pipeline和 SHAVE DSP。

编辑：黄飞