近三十年CPU的發(fā)展歷程，大致可劃分為三個(gè)時(shí)代：主頻驅(qū)動(dòng)時(shí)代、多核驅(qū)動(dòng)時(shí)代以及初現(xiàn)端倪的架構(gòu)驅(qū)動(dòng)時(shí)代。
三大時(shí)代如同三次工業(yè)革命，推動(dòng)著CPU技術(shù)一次又一次飛躍。同時(shí)，三大時(shí)代之間并非相互區(qū)隔、完全獨(dú)立，而是彼此之間存在著交錯(cuò)與融合。當(dāng)不同時(shí)代的技術(shù)特征在某一時(shí)間點(diǎn)產(chǎn)生共振，強(qiáng)烈的化學(xué)反應(yīng)如同“等到天黑的完美煙火”，炫麗綻放。那一刻，我們的感同身受就是時(shí)代和技術(shù)躍遷的寫(xiě)照。
在這個(gè)過(guò)程中，英特爾與AMD的兩強(qiáng)之爭(zhēng)既是各個(gè)時(shí)代的主導(dǎo)者，也是各個(gè)時(shí)代本身的親歷者……
·主頻驅(qū)動(dòng)時(shí)代
讓我們把時(shí)間回溯到上世紀(jì)70年代。
1968年成立的英特爾放棄大力發(fā)展存儲(chǔ)器業(yè)務(wù)之后，轉(zhuǎn)而進(jìn)入了微處理器領(lǐng)域，并于1971年11月帶來(lái)了世界上第一個(gè)商用微處理器——4004。彼時(shí)其主頻僅有108KHz，最高時(shí)脈也僅有740KHz。此后，8008、8080、8086等相繼問(wèn)世，直到大家耳熟能詳?shù)?0286、80386(即286、386)，再到大獲成功的586，即第一代奔騰，以及后來(lái)一系列奔騰處理器，每一代新品的多核驅(qū)動(dòng)力正是“頻率升級(jí)”。從最初的108KHz，到2004年6月，英特爾發(fā)布的采用3.4GHz頻率的奔騰4處理器，頻率驅(qū)動(dòng)成為這一時(shí)代CPU發(fā)展的主旋律。
然而當(dāng)CPU頻率達(dá)到3GHz以上之后，在當(dāng)時(shí)的制程工藝下想要再往上拉升頻率換來(lái)性能提升，不能說(shuō)完全沒(méi)有可能，只能說(shuō)要付出的代價(jià)極大。
因此，當(dāng)奔騰系列跨入3GHz主頻之后，英特爾在2002年發(fā)布的奔騰4 3.06GHz處理器上，第一次推出了超線程技術(shù)，這一技術(shù)可以同時(shí)快速運(yùn)行多個(gè)計(jì)算應(yīng)用，或?yàn)椴捎枚嗑€程的單獨(dú)軟件程序提供更高性能。而超線程技術(shù)的出現(xiàn)，可以說(shuō)是為多核驅(qū)動(dòng)時(shí)代的到來(lái)埋下了伏筆。
·多核驅(qū)動(dòng)時(shí)代
2005年4月，英特爾推出第一款雙核處理器——奔騰至尊版840，在主頻為3.2GHz基礎(chǔ)之上，提供了更多核心設(shè)計(jì)，高主頻+多核心的共振，讓奔騰至尊版840成為具有劃時(shí)代意義的新品，也宣告了以核心為驅(qū)動(dòng)力的時(shí)代正式到來(lái)。
此后，奔騰D系列將高主頻與多核心逐漸完美融合，直到那個(gè)名為“酷睿”的家伙出現(xiàn)，CPU多核時(shí)代正式拉開(kāi)帷幕。
從2006年開(kāi)始到2021年，無(wú)論是英特爾還是其競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手AMD，核心數(shù)量之爭(zhēng)始終主導(dǎo)著這15年來(lái)CPU發(fā)展的前行方向。甚至連制程工藝的每一次迭代，都可以被看作是為“堆疊核心數(shù)量”而服務(wù)。尤其是進(jìn)入到2017年，AMD憑借Zen架構(gòu)銳龍?zhí)幚砥鞑粩鄬?duì)英特爾發(fā)動(dòng)攻勢(shì)，在頻率始終不能占優(yōu)的情況下，生生靠著堆核心數(shù)量讓英特爾酷睿一次次陷入窘境。
近五年來(lái)，英特爾與AMD之間的競(jìng)爭(zhēng)，可以說(shuō)是多核驅(qū)動(dòng)時(shí)代的高潮階段，其精彩程度，讓每一個(gè)身臨其境的人都能夠深刻感知。
·架構(gòu)驅(qū)動(dòng)時(shí)代
在被AMD銳龍緊緊追趕的這五年里，擺在英特爾面前最為棘手的問(wèn)題就是兩個(gè)字——破局。
英特爾現(xiàn)有制程工藝下，堆疊更多核心不是辦不到，而是需要深入考量功耗、散熱等現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。尤其是對(duì)于移動(dòng)端平臺(tái)來(lái)說(shuō)更是如此，如果解決不好就會(huì)適得其反。因此，架構(gòu)驅(qū)動(dòng)時(shí)代伴隨著特殊的封裝工藝，以及英特爾12代酷睿的出現(xiàn)，開(kāi)始嶄露頭角。
正如前面所言，每一個(gè)時(shí)代之間是相互交錯(cuò)與融合的，頻率驅(qū)動(dòng)與多核驅(qū)動(dòng)時(shí)代的集大成者可以說(shuō)是奔騰D和酷睿2，而頻率、核心以及架構(gòu)驅(qū)動(dòng)時(shí)代集大成者現(xiàn)在來(lái)說(shuō)還為時(shí)尚早，但12代酷睿完全可以被看做是這一時(shí)代開(kāi)啟的先驅(qū)者。
以最為典型的12代酷睿i7-12700H處理器為例，它同時(shí)擁有三個(gè)時(shí)代的典型特征，包括：高達(dá)4.7GHz的睿頻加速能力，14核20線程的多核心設(shè)計(jì)，將高頻與多核完美融合的英特爾異構(gòu)混合架構(gòu)以及與之匹配的英特爾硬件線程調(diào)度器。
12代酷睿發(fā)布以來(lái)，強(qiáng)悍的高頻與多核性能一舉將以多核為核心的AMD銳龍?zhí)幚砥飨品诘兀匦滦纬赡雺褐畡?shì)。不僅如此，異構(gòu)混合架構(gòu)除了彌補(bǔ)酷睿處理器核心數(shù)量不太夠的問(wèn)題之外，還巧妙地解決了散熱問(wèn)題。Intel 7(10nm)與TSMC 6nm工藝的比拼中，前者在散熱方面有著驚人表現(xiàn)。面對(duì)日常滿(mǎn)載96℃，甚至100℃的TSMC 6nm銳龍6000系列處理器，Intel 7的12代酷睿滿(mǎn)載平均溫度差一些的90℃，好一些的只有80多℃，架構(gòu)設(shè)計(jì)的威力與妙處，從每一個(gè)細(xì)節(jié)都展現(xiàn)的淋漓盡致。
反觀AMD，雖然慢了一拍，但也有傳言稱(chēng)AMD將在2024年通過(guò)Strix Point異構(gòu)架構(gòu)而邁入架構(gòu)驅(qū)動(dòng)時(shí)代。
·結(jié)語(yǔ)
回顧三個(gè)時(shí)代的變遷，有一個(gè)詞會(huì)不由自主的出現(xiàn)在筆者腦海中，那就是“極限”。
頻率的極限催生出了核心，核心的極限凸顯了架構(gòu)，尤其是在制程工藝不斷向1nm邁進(jìn)，物理極限的突破或許正需要彎道超車(chē)。
在架構(gòu)驅(qū)動(dòng)時(shí)代到來(lái)之前，英特爾率先意識(shí)到了這種“彎道超車(chē)”的必要性。還記得那個(gè)名為“Kaby Lake-G”的CPU嗎?它通過(guò)英特爾EMIB封裝技術(shù)以及異構(gòu)架構(gòu)，將英特爾CPU與AMD GPU結(jié)合在一起，打造出了一代經(jīng)典的冥王峽谷NUC。
隨后(2019)，英特爾展示了首款基于Foveros 3D封裝技術(shù)打造的LakeField主板芯片，它首次將英特爾10nm Ice Lake CPU與22nm小核心集成在一起，以極小的體積打造了一個(gè)完整功能的PC主板。而它，很顯然是英特爾12代酷睿異構(gòu)架構(gòu)的雛形和試水。
在半導(dǎo)體芯片領(lǐng)域披荊斬棘半個(gè)多世紀(jì)的英特爾無(wú)疑是敏銳的，異構(gòu)混合架構(gòu)適時(shí)出現(xiàn)，正是英特爾“破局”的關(guān)鍵，是一次現(xiàn)在與未來(lái)的雙向奔赴，也是讓CPU發(fā)展歷程步入全新的架構(gòu)驅(qū)動(dòng)時(shí)代的導(dǎo)火線。當(dāng)新老時(shí)代的交融再次共振，引線熄滅之后，新一輪的花火將在夜空綻放。
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