⑴ E核IPC相當於13代P核! Lunar Lake處理器深度解析
英特爾在台北電腦展上公布了Lunar Lake處理器的架構與技術細節，這款產品針對輕薄筆記本設計，注重低功耗、高效能、高效率和AI性能。Lunar Lake處理器預計將在今年第三季度發布，屆時將與計劃在第四季度發布的Arrow Lake處理器一同組成酷睿Ultra 200系列處理器的產品線。
Lunar Lake是Meteor Lake架構的延續，Lion Cove架構P-Core與Skymont架構E-Core是Redwood Cove與Crestmont的後繼者。在單線程性能上，Lunar Lake以原來一半的功耗達到上代相同的性能。
Lunar Lake的GPU採用了代號為Battlemage的Xe2架構，也是下一代ARC獨立顯卡的架構。相比上一代Xe-LPG，游戲性能提高了50%。NPU對於AI PC來說至關重要，搭載了最新的第四代NPU，可提供48 TOPS的算力，是上代的四倍多，平台整體算力高達120 TOPS。
Lunar Lake架構的核心模塊數量從Meteor Lake的四個減少到兩個，設計上與前代產品有很大不同。計算模塊包含最多4個P-Core、4個E-Core、GPU、NPU、內存控制器、媒體引擎、顯示引擎、IPU圖像處理單元，並配有8MB內存側緩存MSC。MSC獨立於CPU和GPU的緩存系統，為計算模塊內的其他IP單元提供支持，降低這些模塊對系統內存的依賴，有效降低延遲並降低能耗。
模塊內部採用第二代Scalable fabric(NOC)匯流排通信，兩個模塊之間通過D2D界面連接。Lunar Lake的P-Core和E-Core分別位於NOC匯流排的兩側，共享12MB L3緩存，這種設計在低功耗島設計中延續了Meteor Lake架構的概念，將計算、SoC和圖形模塊整合到一個模塊上，無需在SoC模塊上設置額外的LP E-Core。Lunar Lake定位為低功耗輕薄本，節能非常重要。
平台控制模塊包含PCIe、USB、Thunderbolt 4、WiFi、千兆有線網路MAC，以及安全模塊。Lunar Lake提供三個Thunderbolt 4介面，兩個USB 3.0與六個USB 2.0介面。集成英特爾Wi-Fi 7無線網卡，並支持藍牙5.4。Lunar Lake支持M.2 SSD，配備四個PCIe 5.0和四個PCIe 4.0通道。
Lunar Lake的兩個模塊全部由台積電生產，計算模塊使用N3B工藝，平台控制模塊使用N6工藝。處理器和內存封裝在同一塊PCB上，節省了主板上250mm2的空間，使筆記本主板設計變得緊湊，同時縮短了內存走線，降低內存功耗，對性能改善也有一定的幫助。Lunar Lake最多可配備32GB 2 Ranks的LPDDR5x內存，支持16bit*4通道，最高內存頻率達到8.5GT/s。
Lion Cove架構在緩存結構上有所變化，包括在L1數據緩存與L2緩存之間增加了一層緩存，L1數據緩存容量為48KB，載入延遲從5周期降低到4周期；新增的L1數據緩存容量為192KB，載入延遲為9周期。L2緩存容量為2.5MB，比上一代的2MB要大，載入延遲從16周期降低到17周期。四個P-Core共享12MB L3緩存。
Lion Cove架構的前段進行了重新設計，分支預測塊增加了8倍，獲取區塊從以前的64位元組增加到128位元組，解碼器由6個增至8個，微指令隊數量144條目增加到192條目，微指令緩存從4K擴大到5.25K，並讓緩存讀取帶寬增加了50%。Lion Cove的亂序引擎劃分成整數和矢量區域，具有獨立的確定和重命名功能，亂序引擎的分配/重命名從6個增加到8個，退出從8個增加到12個，深度指令窗口從512個增加到576個，執行埠從12個增加到18個。
整數執行引擎的ALU加法器從5個增加到6個，jump單元從2個增加到3個，shift單元從2個增加到3個，乘法器從單個64×64的單元變成了3個64位乘法器。矢量單元的SIMD ALU從3個增加到4個，擁有兩個4周期延遲的256位FMA和兩個256位除法器。Lion Cove與上一代Redwood Cove相比，平均IPC提升了14%，功耗越低提升幅度越大，在某些低功耗范圍內性能增幅甚至超過了18%。
超線程在Lunar Lake上被移除，超線程不是簡單關閉，而是直接移除。英特爾做了兩個版本的Lion Cove，開啟超線程能在相同晶元面積下增加30%的IPC，但代價是增加20%的功耗。在客戶端處理器上，E-Core是比超線程更高效的多線程加速手段。頻率控制也變得更精細，處理器核心的頻率變化步進從100MHz大幅縮小到16.67MHz，提高了能效。
Skymont架構的E-Core IPC向Raptor Cove看齊，與上一代Crestmont相比，整數性能提升了38%，浮點性能提升了68%。在相同功耗下，單線程性能是原來的1.7倍，最大功率性能達到原來的兩倍。與Raptor Cove相比，Skymont的單線程整數與浮點性能都高出2%，達到了讓Lunar Lake的E-Core性能匹配Raptor Lake的P-Core的設計目標。
GPU採用全新Xe2 Battlemage架構，與上一代Xe-LPG相比，圖形性能提升了約1.5倍，或在同性能情況下實現更低的功耗。新一代媒體引擎支持AV1的視頻編解碼能力，最高可支持8K60 10bit HDR視頻編解碼，並新增支持H.266(VVC)視頻格式的解碼能力。
在AI方面，Lunar Lake搭載了最新的第四代NPU，算力達到了48 TOPS，相比上一代有四倍的提升，同時在加強算力的同時也提升了能效，對筆記本的續航影響較小。NPU 4的神經網路運算引擎數量從2個增加到6個，一共有12K個MAC單元，性能提升明顯。
在硬體線程調度器方面，Lunar Lake進行了多項升級，包括更智能的反饋機制、增加了OS隔離區、與SoC電源管理引擎結合以及對OEM廠商開放API，使其能夠更智能、更靈活地進行線程調度，提升處理器性能和能效。
總結而言，Lunar Lake處理器在架構、封裝、工藝等方面都進行了重大改進，針對低功耗平台和未來AI PC，其性能和能效表現值得期待。在台北電腦展上，英特爾並未透露Lunar Lake的具體性能表現，這些細節將在產品發布時揭曉。喜歡我們的內容，請繼續關注我們賦創科技，如果您有伺服器相關的技術問題，隨時歡迎私信我們。