芯片战场丨芯片领域三箭齐发英特尔跑步突围

21Tech

倪雨晴 2023-09-20 09:24

英特尔“春晚”。

关联内容

展开更多

21世纪经济报道记者倪雨晴圣何塞报道

在硅谷源泉之一的圣何塞，英特尔CEO帕特·基辛格（Pat Gelsinger）正在带领英特尔加速奔跑。

当地时间9月19日，2023英特尔on技术创新大会于美国加利福利亚州圣何塞市开幕，基辛格在近两小时的演讲中系统性地阐述了英特尔的AI蓝图，包括AI芯片Gaudi、PC芯片酷睿、数据中心芯片至强等产品线的发展计划。

一方面，AI正在融进英特尔的各类硬件产品，基辛格一开场就表示，AI代表新时代的到来，创造了巨大的机会。另一方面，英特尔正不遗余力地推进“四年五个制程节点”规划，基辛格介绍道，规划进展顺利，Intel 7已经实现大规模量产，Intel 4（7纳米）已经生产准备就绪，Intel 3也在按计划推进中，目标是2023年年底。

同时，英特尔首次提到了“芯经济”（silicon economy）的概念，基辛格谈道，如今，芯片形成了规模达5740亿美元的行业，并驱动着全球约8万亿美元的技术经济。一切都在成为计算机，一切都在变得更智能，人工智能促进了“芯经济”的崛起。

此外，大会还谈及了英特尔更多维度的研发，包括玻璃基板的材料创新、开发者云平台上线、神经拟态计算研究等。但当天的即时焦点将更多集中在硬件和贯穿全程的AI，接下来英特尔还将进一步阐述软件和生态演进。

AI路线图

从英特尔在人工智能芯片布局来看，目前主要有三类，分别是专门针对AI而生的Gaudi系列、Xeon至强芯片系列、GPU产品线。

其中，Gaudi系列直接对标英伟达，欲争夺AI算力市场的宝座，已经发布的Gaudi 2芯片是专为训练大语言模型而构建，采用7纳米制程，有24个张量处理器核心。

据悉，一台大型AI超级计算机将完全采用英特尔至强处理器和4000个英特尔Gaudi2加速器打造，Stability AI是其主要客户。

基辛格表示，下一代的Gaudi 3将采用5纳米制程，之后就是代号Falcon Shore的AI芯片。

外界也对Falcon Shore颇为关注，据记者了解，Gaudi 系列芯片是基于英特尔之前收购的AI公司Habana，而Falcon Shore将把Habana的架构基础上，将英特尔原有的GPU等技术进行融合。目前英特尔并未公布具体信息，根据此前报道，在参数方面，Falcon Shores芯片的高带宽内存（HBM3）规格将达到288GB，支持8bit浮点运算，总带宽将达到9.8TB/s。

在Xeon至强芯片方面，阿里云首席技术官周靖人在会上阐述了阿里巴巴如何将内置AI加速器的第四代英特尔至强处理器用于其生成式AI和大语言模型，即“阿里云通义千问大模型”。周靖人表示，英特尔技术“大幅缩短了模型响应时间，平均加速可达3倍”。

事实上，面对GPU巨头英伟达等的激烈竞争，英特尔提供多样性的组合，比如不论是Gaudi还至强系列CPU，都可以和GPU融合，形成多样性的算力组合来应对不同需求。

同时值得注意的是，多位业内人士向21世纪经济报道记者表示，AI不仅仅是训练，还包括推理，在生成式AI之后，又多了一个细分的fine-tune（微调）。因为很多公司往往不会完全从头训练一个模型，会将预训练过的模型整合进数据集，然后在此基础上微调、训练出自己的模型。

因此这也意味着，生成式人工智能市场的爆发，GPU虽然成为最大的热点，但是在AI芯片领域，不仅仅只有GPU称霸的训练场景，还有广阔的推理场景，生成式AI也将带来推理的快速增长。而英特尔在强化训练的同时，也在人工智能推理性能上提升竞争力，欲形成自身优势。

AI PC和服务器芯片迭代

再看英特尔的PC芯片和服务器芯片路线，都更深入地嵌入了AI功能。

基辛格说道：“AI将通过云与PC的紧密协作，进而从根本上改变、重塑和重构PC体验，释放人们的生产力和创造力。我们正迈向AI PC的新时代。”

背后则是基于生成式AI和芯片的升级，而英特尔即将在12月14日推出产品代号为Meteor Lake的酷睿Ultra处理器。该处理器配备英特尔首款集成的神经网络处理器（NPU），用于在PC上带来高能效的AI加速和本地推理体验。

英特尔表示，酷睿Ultra处理器是英特尔客户端处理器路线图的一个转折点，该款处理器是首个采用Foveros封装技术的客户端芯粒设计。除了NPU以及Intel 4制程节点在性能功耗比上的进步外，这款处理器还通过集成英特尔锐炫显卡，达到了独立显卡级别的性能。

酷睿Ultra处理器对于英特尔来说具有多重意义，首先，这意味着英特尔已成功从英特尔7（10纳米）跳跃到英特尔4（7纳米）工艺节点。

按照此前英特尔公布的计划，Intel 4完全采用EUV光刻技术，凭借每瓦性能约20%的提升以及芯片面积的改进，Intel 4将在2022年下半年投产，并于2023年出货，这些产品包括面向客户端的Meteor Lake和面向数据中心的Granite Rapids。

其次，酷睿Ultra处理器搭载了NPU、GPU等技术，英特尔继续通过在新兴移动架构中添加新硬件来加速人工智能。比如，在未来的AI PC中，可以在本地直接“自动”作曲，在大会现场，英特尔就演示了生成歌手霉霉Taylor Swift风格的一段旋律。

在至强服务器芯片方面，第五代英特尔至强处理器将于12月14日发布，英特尔表示，届时将在相同的功耗下为全球数据中心提高性能和存储速度。

同时，基辛格公布了详细的至强系列路线图，具备能效核（E-core）处理器的Sierra Forest将于2024年上半年上市。与第四代至强相比，拥有288核的该处理器预计将使机架密度提升2.5倍，每瓦性能提高2.4倍。

紧随Sierra Forest发布的是具备性能核（P-core）处理器的Granite Rapids，与第四代至强相比，其AI性能预计将提高2到3倍。展望2025年，代号为Clearwater Forest的下一代至强能效核处理器将基于Intel 18A（1.8纳米）制程节点制造。

2025年晶圆制造对决

近年来，英特尔周围强敌环伺，从英伟达、AMD、到台积电、三星的竞争，都对英特尔形成压力。当前，基辛格在英特尔内部主导的“IDM2.0”转型成效也让业界拭目以待，从此次信息密度颇高的创新大会上，可以看到英特尔正在强化执行、逐步回归技术节点进程的势头。

在核心芯片业务上，目前英特尔在PC和服务器、数据中心市场上仍占据大部分市场。根据Mercury Research数据，2023年一季度在整个x86 PC（包括桌面及笔记本电脑）市场，英特尔的市场份额稳步回升至89.5%，AMD一季度市场份额下滑至10.5%；x86数据中心市场上，英特尔一季度市场份额为74.2%，AMD市场份额为25.8%。

当然，竞争依然激烈，此前就有产业人士向记者指出，在数据中心或是云业务上，英特尔的处理器业务不会轻易受到动摇，英特尔如何继续维持自身的AI运算加速芯片的竞争优势，也需要动态看后续发展。

同时，在全新的代工业务上，英特尔在发力追赶。

基辛格在会上表示：“Intel 20A将是首个应用PowerVia背面供电技术和新型全环绕栅极晶体管RibbonFET的制程节点。同样将采用这两项技术的Intel 18A制程节点也在按计划推进中，将于2024年下半年生产准备就绪。”

当前，台积电和三星都在为2纳米制程节点冲刺，台积电的目标是2纳米在2024年试产、2025年量产的，三星也公布了时间表，预期2纳米在2025年量产。

而Intel 18A是1.8纳米，围绕着2纳米的关口，2025年将是这三家晶圆代工龙头的阶段性对决之年，也是英特尔能否夺回先进制程榜首的关键时期。

在延续摩尔定律、发力代工的路上，英特尔也在联合产业链上下游进行突围。今年4月，英特尔和Arm宣布签署协议，使芯片设计公司能够利用Intel 18A制程工艺来开发低功耗计算系统级芯片（SoC）；7月，英特尔宣布与爱立信达成战略合作协议，将采用英特尔18A制程为爱立信的下一代5G基础设施优化提供支持；8月，英特尔和新思科技宣布深化在半导体IP和EDA领域的合作，共同开发基于Intel 3和Intel 18A制程节点的IP产品组合。