Intel 新一代行動處理器代號 Meteor Lake,它的到來也象徵新里程碑,因為換用 Intel 4 製程、結合 Foveros 3D 封裝技術、導入 Intel Arc GPU 技術、內建 NPU / Intel AI Boost 引擎,並換上 Intel Core Ultra 命名規則與品牌,將帶來有感的使用體驗提升。

開始之前先溫習一下,Intel 於 6 月公布新的命名規則與品牌形象,Meteor Lake 採用全新 Intel Core Ultra 9 / 7 / 5 / 3 命名規則,產品完整型號如 Intel Core Ultra 7 1xxH,也包含相對應的新品牌標誌。

Meteor Lake 也是唯一全新的行動處理器,Intel 首波共計推出 8 款代號 Meteor Lake-H / U(Core Ultra H / U)系列產品,皆有提供 Intel Core Ultra 7 / 5 選項,2024 年第 1 季還會有 Intel Core Ultra 9 等 3 款加入。

Meteor Lake 架構設計概述

好的,Meteor Lake 要點如開頭提到,轉進使用最新的 Intel 4 半導體製程,這結合了 EUV 極紫外光微影等先進技術。Intel 指出,Intel 4 相較於先前 Intel 7 製程,邏輯面積密度提升約 2 倍、電源效率提高 20% 左右。

在 Intel 舊有命名規則裡,Intel 4 相當於競爭對手的 7nm 世代,但製程只是 Meteor Lake 改變的環節之一。Meteor Lake 結構也導入新的設計,Intel 將之稱為多晶磚(Tile)架構,Compute、I/O、Graphics 等單元各自獨立。

Meteor Lake 在 Tile 設計框架下,各主要單元實際使用的製程不盡相同,甚至是來自第三方廠商。其 CPU(Compute)採用自家 Intel 4 製程是為必然,而所有單元的基礎 Base Die 使用 Intel 16 製程,其餘分別是 SoC TSMC N6、Graphics TSMC N5、I/O TSMC N6。

Tile 多晶磚架構能讓設計、製造更有彈性,並且依據各單元實際所需,採用不同世代製程生產,有助於加速產品推出、控制成本。不過這種設計也面臨傳輸延遲較高等問題,Intel 改以頻寬達 128GB/s 的 Scalable Fabric 通道,聯結前述諸多獨立單元。

Tile 架構設計也涉及電源管理因素,Intel 為每個單元配備獨立電源管理控制機制,確保整體的電源效率表現。最後一哩則運用 Foveros 3D 封裝設計,將 CPU(Compute)、SoC、Graphics、I/O 這幾大單元,集合至 Base Die 完成封裝。

在這總和稱作 3D Performance Hybrid Architecture 的框架下,CPU(Compute)Tile 的 P-core 強調(微架構代號 Redwood Cove)為行動平台最佳化電源效率,而 E-core(微架構代號 Crestmont)支援新的 VNNI 加速。

這次 E-core 相對比較有戲,Intel 指出與前 2 代產品相比,IPC 性能表現又有顯著提升改善,同時強化了分支預測與 Intel Thread Director 機制,並且改進 ISA 和新增 VNNI 加速指令集,因而具有更好的 AI 加速效率。

SoC Tile 似乎沒什麼存在感,但是在 Meteor Lake 世代,它和 CPU(Compute)Tile 的 E-core 有微妙關聯式。因為此處有 2 個 LP E-core,可負責影音播放之類輕量作業,卻無須動用 P-core 和 E-core,相較於前代產品甚至可節省 25% 耗電量。

Meteor Lake 另一重點變革在於 Graphics Tile,源自 Arc 系列獨立顯示卡(Alchemist GPU)的 Xe LPG 架構,Intel 指出相較於前代產品,最多提高約 2~3 倍的性能與電源效率比,能更從容地應付 DX12 Ultimate、XeSS 遊戲。

Xe LPG 內建 Advanced Media Engine,影音格式支援涵蓋 AV1、H.265、H264、VP9 等,最高支援至 8K、10bit HDR 規格。Graphics Tile 更包含 DP4A Engine,這是用於 Int8 等推理的 AI 加速引擎,亦屬於支援 AI 加速的重點單元之一。

Meteor Lake 對於 AI 應用,可由 CPU(Compute)和 Graphics,以及首度內建整合的 NPU 分工合作,Intel 宣稱算力最高達 34TeraOPS。CPU(Compute)Tlie 反應快適合低延遲要求的工作負載,而 Graphics Tile 高吞吐量特性主攻內創作面向 AI 加速應用。

NPU(Intel AI Boost)則用於低耗電量要求的場景,畢竟電池續航力也是為之重要,只不過這倒也不是全新面孔,因為約莫打從 2018 年以來,Intel 陸續將 Intel DL Boost、AVX-512 VNNI、GNA 等,AI 相關功能加入處理器內。

此外,Intel 也有推出 Movidius VPU 這樣的獨立晶片,在此之前多年列為選配。因應 AI 應用大爆發,Intel 現在改以 NPU、Intel AI Boost 名詞重新包裝,並將之直接整合進 Meteor Lake,宣稱可提供前代數倍不等的加速效率、降低功耗。

其設計支援自家 OpenVINO 與 Microsoft DirectML 等多種標準,因而有諸多 ISV(獨立軟體供應商)夥伴與其功能相容,以 OpenVINO 為例,Meteor Lake 的 CPU(Compute)和 Graphics Tile、NPU,都能支援 FP16、Int8 精度加速。

Meteor Lake 產品線規劃

簡單扼要聊完 Meteor Lake 關鍵賣點之後,接著來到處理器暨平台與產品線規劃,Intel 首波推出 Meteor Lake-H / U 系列產品,各有 4 款並且都提供 Intel Core Ultra 7/ 5 選項,分別適合中階性能導向 / 遊戲、文書機種採用。

Meteor Lake-H 系列的 Intel Core Ultra 9 / 7 具有 6 個 P-core,而 Intel Core Ultra 5 簡化為 4 個,當前可看到 Intel Core Ultra 7 165H 加速時脈最高達 5.0GHz,預計明年第 1 季推出的 Intel Core Ultra 9 185H 更上看 5.1GHz。

當前 Meteor Lake 全產品線,一律搭配 8 個 E-core 和 2 個 LP E-core,因此合併寫作如 12C / 22T。Meteor Lake-H 系列的基礎功耗同為 28W,加速功耗則是 64W(PL1)、115W(PL2),惟 Intel Core Ultra 9 185H 設置為基礎 45W、加速 115W(PL2)。

主打極致輕薄、省電文書筆電應用的 Meteor Lake-U 系列,只有 2 個 P-core 所以核心總數又寫作 12C / 14T,其加速時脈最高能達 4.9GHz,而功耗設置是基礎 15W、加速 57W(PL2),明年還會推出 9W / 30W 設定的新品。

有趣的是,Intel Arc GPU 名稱僅限用於 Meteor Lake-H 系列,Intel Core Ultra 9 / 7 具有 8 個 Xe Core、Intel Core Ultra 5 是 7 個。至於 Meteor Lake-U 系列內顯稱為 Intel Graphics,Xe Core 相對也是較少的 4 個,包含時脈設定都不盡相同。

從平台角度來看 Meteor Lake,它支援 DDR5-5600、LPDDR5/x-7467、PDDR5/x-6400(也是 Meteor Lake-U 系列特定款式的上限)等類型記憶體,其中 DDR5 和非二進制顆粒模組相容,能使總和容量支援達到 96GB。

以 Meteor Lake-H 系列為例,它具備 8 條 PCIe 5.0 通道,可供獨立繪圖顯示晶片運用。儲存方面有 12 條 PCIe 4.0 通道和 2 埠 SATA 6Gb/s,得以規劃拉出 3 組 M.2 插槽,另外還有 8 條相同規格通道供其他類型裝置使用。

該說得留意嗎?!Meteor Lake 是不會支援 Thunderbolt 5,畢竟產品完成設計的時間點較早,它維持內建 Thunderbolt 4 最多可提供 4 個連接埠,製造商其餘可運用元素包含 2 埠 USB 3.2 Gen 2、10 埠 USB 2.0。

通訊部分乙太網路基本支援 I219,這是大家相當熟悉的 1Gbps 速率控制器,筆電是否會配備 2.5GbE 視廠商設計而定。另外可以搭配 Intel Wi-Fi 7 / 6E 無線網路模組,同樣端看廠商如何定調產品,是否選用 Intel Killer 製品同理。

隨著 Meteor Lake 在此刻正式發表推出,Intel 協力夥伴的實體產品也陸續準備就緒,大家熟悉的筆電品牌都包含在內,將於接下來的時間裡接龍傾巢而出。