英特尔移动处理器Tiger Lake闪耀Hotchips

在今年的移动处理器战场，AMD最新的移动锐龙4000系列凭借更先进的7nm制程工艺、更多的物理/逻辑核心数量以及集成更强大的Vega核显，在性能层面全方位领先同期的英特尔第十代酷睿处理器。

英特尔面对挑战也不含糊，在原有产品上继续精进，推出了全新Tiger Lake移动cpu。并在今年的Hotchips终于公开了Tiger Lake的架构细节。

工艺上，Tiger Lake CPU用10nm+技术制造，相当于10纳米制程的进化版本，Tiger Lake的新一代10nm工艺首次引入了革命性的SuperFin晶体管结构，将增强型FinFET晶体、Super MIM(金属-绝缘体-金属)电容器相结合，能够提供增强的外延源极/漏极、改进的栅极工艺，额外的栅极间，性能相比初代10nm可以提升超过15％。从架构层面看，Tiger Lake会比Ice Lake强一些。Tiger Lake的内核是Willow Cove，Ice Lake CPU的内核是 Sunny Cove，相比来说Willow Cove的缓存子系统会比Sunny Cove的缓存子系统更先进一些。

新型晶体管的非电弧化临界IP进行了优化，为高电弧临界材料提供了更大的空间

据了解，Tiger Lake CPU部分的架构代号为Willow Cove，是在此前10nm Ice Lake十代酷睿集成的Sunny Cove架构基础上深入强化而来，对频率、能效，重新设计缓存体系都得到了大幅提升，再加上其他改进，可提供超越代间CPU性能的提高，此外还有尔控制流强制技术(Control Flow Enforcement Technology)以强化安全性。

详细参数如下：

LPDDR5-5400 support, PCIe 4.0 x4

12 MB non-inclusive L3

1.25 MB non-inclusive L2

4x4K display pipes

IPU6 - two different flavors based on the chip config (?!?)

Improved Debug

GNA 2.0 does up to 38 GigaOPs, 1 GOP per watt (and it scales)

Better FIVR

Total Memory Encyption support

Ice Lake/Sunny Cove一代的阿喀琉斯之踵可以说就是频率上不去，即便是苹果定制的特别版本最高也只能加速到4.1GHz，公开版甚至只有3.9GHz，相比之下成熟的14nm已经可以让10核心轻松飙到5.3GHz。

Tiger Lake/Willow Cove则实现了一次飞跃，具体数字未公布，但是从官方幻灯片上看，同样的电压下频率可以提高最多700MHz左右，而且还可以进一步增加电压，加速频率有极大希望达到甚至突破5GHz。——事实上从此前曝光的样品看，5GHz是妥妥的了。

核显方面，Tiger Lake首次集成全新设计的Xe架构，确切地说是Xe LP低功耗版本，大幅改进能效，最多拥有96个执行单元(EU)，相比Ice Lake增多了一半，同时拥有3.8MB大容量的三级缓存，还提升了内存和架构效率以获得更高带宽。未来的英特尔独立显卡就是基于Xe开发的。

拥有新架构的Tiger Lake的图形性能会比8代CPU集成的UHD显卡强3倍，用Tiger Lake玩1080（60fps）游戏应该不成问题。

结构方面，Willow Cove架构使用双环形架构串联各个模块，并重新设计了缓存体系，每个核心的二级缓存容量增加到1.25MB，三级缓存容量也增大了一半，并维持极低的命中延迟，此外一致性互连带宽也增加了2倍。

发言人提到Tiger Lake的两大进步：一是无线连接，二是AI。

据说Tiger Lake在AI方面，集成了高斯网络加速器GNA 2.0，可视为Intel版本的神经处理单元(NPU)，这将会提升1.5-2倍。Tiger Lake本来就是低能耗芯片，特别适合物联网设备使用。在Wi-Fi方面，Tiger Lake支持第6代802.11.ax标准，不只能耗降低、速度加快，而且延迟时间也会更短。相信装备Tiger Lake芯片的设备应该能延长续航时间，拥有更快的连接速度。

这个独立的IP模块，只需很低的功耗就可以高效进行神经推理计算，并将CPU占用率降低20％， 从而大大提升AI性能，拓展AI应用场景，比如高动态范围的神经网络降噪。

显示方面，Tiger Lake致力于在更高分辨率、画质下提供更多显示技术，比如在显示引擎与内存之间设置单独的结构通道以维持高质量画面传输，带宽最高达64GB/s。同时还有新一代图像处理器单元IPU6，完全硬件集成，集成最多6个传感器，支持最高4K90Hz视频输出、4200万像素静态图像输出——初期支持最高4K30Hz、2700万像素。

IO输入输出方面，Tiger Lake集成支持新一代Thunderbolt 4、USB4，最高带宽都是40Gbps，而且物理接口(Type-C)和传输协议都彼此兼容，可以实现一口走天下，当然Thunderbolt 4更高级一些。它还在Type-C接口子系统上集成了显示输出，包括DP Alternate模式、Thunderbolt DP Tunneling，还支持独立显卡DP输入接口。最重要的，PCIe 4.0也得到了原生支持，可以让CPU高带宽低延迟地访问内存，完整带宽8GB/s，相比连接芯片延迟也降低了大约100ns。

功耗上，一致结构、内存子系统内集成了自主DVFS(动态电压与频率调节)，提高了全集成电压稳压器(FIVR)的效率，可以根据电压实现频率、电压的动态缩放调节，兼顾高能效与高性能。

到目前为止，与Ryzen 4000 Mobile芯片相比，Tiger Lake 可能会提供更好的GPU性能，但会以多线程CPU性能为代价。定价将成为决定Tiger Lake 成功的关键因素。