當(dāng)年，喬峰在聚賢莊力戰(zhàn)群雄時，眾江湖豪杰見識了降龍十八掌的厲害。經(jīng)思過崖上風(fēng)清揚傳授，令狐沖無內(nèi)力瀕死狀態(tài)下甚至可以瞬瞎十五名黑衣高手，憑借的是獨孤九劍這種上乘功夫。從這些招數(shù)的名稱可知，這一門功夫下有許多招數(shù)，且互相勾連，互相融合。

英特爾一口氣就使出了六招，稱為“六大技術(shù)支柱”——制程和封裝、架構(gòu)、內(nèi)存和存儲、互連、安全、軟件。該概念首次被提出是在2018年12月英特爾“架構(gòu)日”活動上，不到半年，在2019年4月3日英特爾直接發(fā)布了一系列以“六大技術(shù)支柱”為基礎(chǔ)的新品，前者如“武功口訣”，后者則招招逼人，發(fā)布會上新品密度非常驚人。

其實英特爾自己都沒有察覺，自己的六大技術(shù)支柱一口氣挑戰(zhàn)了業(yè)內(nèi)眾多“高手”，同時也在挑戰(zhàn)傳統(tǒng)。

高手過招——制程和封裝

最近幾年對于半導(dǎo)體制程的討論，說的最多的一句話就是“摩爾定律已死”。業(yè)界不少大佬都有這樣的言論，其出發(fā)點無非想表達的是制程的進一步微縮已經(jīng)變得越發(fā)艱難。從技術(shù)角度來講，隨著制程工藝提升，以納米為長度單位的晶體管之間由于距離太短、絕緣層太薄，漏電的情況同樣也就隨之而來了，這反而增加了芯片的功耗。顯然，制程最大的挑戰(zhàn)是芯片的物理極限。

英特爾競爭對手顯然喜歡將摩爾定律“說死”，畢竟該定律出自英特爾聯(lián)合創(chuàng)始人之一的戈登·摩爾。但是事實并非如此，正如英特爾中國研究院院長宋繼強在此前4月初的媒體紛享會上所說：“創(chuàng)新的趨勢中不變的是摩爾定律，雖然其擴展速度正在放緩，但摩爾定律的經(jīng)濟效益將繼續(xù)存在”。

此外，在今年的CES、四月份的發(fā)布會上，英特爾10nm的新品都有重點闡述。在今年一季度財報的電話會議上，英特爾表示，自家的10nm工藝技術(shù)進展順利，而首批10nm CPU將在年底前大規(guī)模商用，其即將開始對新CPU進行認證。

由此可以看出，英特爾并沒有放棄制程推進，而是不斷推動制程發(fā)展。其次，英特爾追求摩爾定律經(jīng)濟效益有更加豐富的方法。正如英特爾官方所說：“領(lǐng)先的制程技術(shù)，是構(gòu)建領(lǐng)先產(chǎn)品的關(guān)鍵基礎(chǔ)。英特爾繼續(xù)引領(lǐng)先進制程，并在業(yè)界首創(chuàng)Foveros 3D封裝技術(shù)，在三維空間提高晶體管密度和多功能集成，為計算力帶來指數(shù)級提升。”

而這里提及的3D封裝技術(shù)在業(yè)內(nèi)可謂是一場血雨腥風(fēng)的戰(zhàn)斗。在ICinsights最新的2019年全球十大半導(dǎo)體廠商預(yù)測榜單中，英特爾回到了龍頭位置。但在3D封裝技術(shù)上，常年在前十榜單上的三位大咖不容忽視——英特爾、三星、臺積電。當(dāng)然在榜單外還有一些OSAT（半導(dǎo)體封裝、設(shè)計和測試服務(wù)的外包提供商）廠。

圖片來源：ICinsights（2019年3月）

臺積電所亮出是WLSI（Wafer-Level-System-Integration）技術(shù)平臺，應(yīng)對異構(gòu)集成趨勢。該平臺包括CoWoS封裝、InFO封裝等晶圓級封裝技術(shù)。2018年中期臺積電又推出了接近 3D封裝層次的多芯片堆疊技術(shù) SoIC，主要是針對 10nm 以下的工藝技術(shù)進行晶圓級接合。三星方面，在2018年舉行的三星晶圓代工論壇上，三星公布了在封測領(lǐng)域的路線圖。三星目前已經(jīng)可以提供2.5D封裝層次的I-Cube技術(shù)，同時計劃2019年推出3D SiP系統(tǒng)級封裝。

而英特爾則提出了革命性的Foveros 3D立體芯片封裝技術(shù)，首次為CPU處理器引入了3D堆疊式設(shè)計，堪稱產(chǎn)品創(chuàng)新的催化劑，或?qū)⒊蔀镃PU處理器歷史上一個重要的轉(zhuǎn)折點。據(jù)資料顯示，F(xiàn)overos 3D封裝技術(shù)帶來了3D堆疊的顯著優(yōu)勢，可實現(xiàn)邏輯對邏輯（logic-on-logic）的集成，為芯片設(shè)計提供極大的靈活性。該封裝技術(shù)也成為繼2018年推出的嵌入式多芯片互連橋接（EMIB）2D封裝技術(shù)之后的下一個技術(shù)飛躍。

英特爾3D封裝的“招數(shù)”一個接一個，并非僅僅存在演示中，在2019年CES上，英特爾展示了首款Foveros產(chǎn)品——研發(fā)代號為“Lakefield”的全新客戶端平臺。該平臺首次引入了類似Arm big-LITTLE大小核架構(gòu)，將1個10nm Sunny Cove核心和4個Atom系列的10nm Tremont核心通過 Foveros 3D芯片堆疊技術(shù)封裝到了一起。確保先前采用分離設(shè)計的不同IP整合到一起，同時保持較小的SoC尺寸，功耗也可以控制的非常低。

此外，在今年4月3日的發(fā)布會上推出的全新產(chǎn)品家族——英特爾Agilex FPGA，就是完美地結(jié)合了基于英特爾10納米制程技術(shù)構(gòu)建的FPGA結(jié)構(gòu)和創(chuàng)新型異構(gòu)3D SiP技術(shù)，將模擬、內(nèi)存、自定義計算、自定義I/O，英特爾eASIC和FPGA邏輯結(jié)構(gòu)集成到一個芯片封裝中。利用帶有可復(fù)用IP的自定義邏輯連續(xù)體，英特爾可提供從FPGA到結(jié)構(gòu)化ASIC的遷移路徑。一個API提供軟件友好型異構(gòu)編程環(huán)境，支持軟件開發(fā)人員輕松發(fā)揮FPGA的優(yōu)勢實現(xiàn)加速。

挖掘處理器性能極限——架構(gòu)

架構(gòu)一詞源于英文“architecture”的翻譯，它的原意是建筑，建筑學(xué)，設(shè)計及構(gòu)造的方式和方法。這個詞應(yīng)用于處理器(CPU)是指處理器內(nèi)部各個運算部件的有序安排和構(gòu)造，達到設(shè)計的和諧統(tǒng)一，使之在運行時協(xié)調(diào)一致達到高效率。如果說，上面提及的制程和封裝是內(nèi)功心法，那這里的構(gòu)架則是武功秘籍里的招式。

有個常用公式：處理器性能 = 主頻 x IPC（IPC：Instruction Per Cycle: 一個時鐘周期完成的指令數(shù)，單位為“指令/時鐘周期”）。顯然要提高性能有兩個途徑：提高主頻和提高IPC。從歷史角度來看，處理器經(jīng)歷了從兆赫驅(qū)動年代，到多核年代。前者遭遇了“功率墻”的阻礙，后者則被“內(nèi)存墻”攔了去路。而先進的架構(gòu)可以使CPU在單位時間內(nèi)執(zhí)行更多的指令，也就是完成更多的任務(wù)。

“架構(gòu)創(chuàng)新在未來十年會是一個主流?！贝嗽挸鲎杂⑻貭栔袊芯吭涸洪L宋繼強之口，這句話顯然綜合了歷史和技術(shù)角度。處理器微架構(gòu)的變化可以改變IPC，效率更高的微架構(gòu)可以提高IPC從而提高處理器的性能?；仡櫄v代處理器，我們不難發(fā)現(xiàn)英特爾在絕大部分時間內(nèi)都保持業(yè)界的領(lǐng)先地位，無論是早期的P5/P6微架構(gòu)，還是造就輝煌的Core微架構(gòu)處理器，都已經(jīng)或者即將促使整個產(chǎn)業(yè)的變革。

英特爾對“武功秘籍”的探索似乎很“貪婪”，其構(gòu)架非常多樣化，包括標(biāo)量（Scalar）、矢量（Vector）、矩陣（Matrix）和空間（Spatial），分別應(yīng)用于CPU、GPU、AI和FPGA產(chǎn)品。用英特爾官方話來說，就是“英特爾能夠支持所有架構(gòu)類型，同時擁有獨特的設(shè)計和制造模式，采用領(lǐng)先的晶體管、創(chuàng)新的封裝技術(shù)和廣泛的IP組合，使得英特爾能夠提供業(yè)界最具吸引力的產(chǎn)品?！?/p>

從技術(shù)層面的最新消息來看，在去年12月份的“架構(gòu)日”上就推出了下一代CPU微架構(gòu)Sunny Cove，旨在提高通用計算任務(wù)下每時鐘計算性能和降低功耗，并包含了可加速人工智能和加密等專用計算任務(wù)的新功能。并包含了可加速人工智能和加密等專用計算任務(wù)的新功能。明年晚些時候，Sunny Cove將成為英特爾下一代處理器（英特爾至強）和客戶端（英特爾酷睿）處理器的基礎(chǔ)架構(gòu)。

同樣的時間，英特爾推出全新第11代集成圖形卡，配備64個增強型執(zhí)行單元，比此前的英特爾第9代圖形卡（24個EU）多出一倍，旨在打破每秒1萬億浮點運算次數(shù)（1 TFLOPS）的壁壘。同時英特爾放出消息，計劃在2020年推出獨立圖形處理器。

在人工智能領(lǐng)域，英特爾擁有Movidius Myriad X VPU芯片架構(gòu)，其由少數(shù)專門的計算引擎組成。芯片中包含通用處理器和16個SHAVE（流式混合架構(gòu)向量引擎）處理器，其配有成像和視覺加速器，一個神經(jīng)計算引擎，以及把所有內(nèi)容鏈接在一起的智能存儲器結(jié)構(gòu)。另外，英特爾的Nervana NNP 是專為深度學(xué)習(xí)定做的架構(gòu)，擁有新的存儲器架構(gòu)，更高的可擴展性、數(shù)值并行化，并且英特爾有將深度學(xué)習(xí)性能提升100倍的野心，讓用戶從已有硬件（并非專門為 AI 而設(shè)計）的性能限制中解放出來。

在FPGA領(lǐng)域，英特爾全新的FPGA平臺Agilex，其采用第二代HyperFlex架構(gòu)。資料顯示，第二代HyperFlex架構(gòu)相比英特爾Stratix 10 FPGA，性能提升高達40%，或總功耗降低40%。此外，Hyperflex的架構(gòu)創(chuàng)新更是可以靈活的把其他的種類計算融合進來。

不僅如此，英特爾還對進行架構(gòu)創(chuàng)新的新探索，比如Loihi神經(jīng)擬態(tài)計算芯片、量子計算。其中Loihi神經(jīng)擬態(tài)計算芯片解決方案中的系統(tǒng)軟件、算法、應(yīng)用、芯片和硬件平臺的相互促進為這一進程提供動力。此外，在2018年的CES大會上，英特爾宣布成功設(shè)計、制造和交付49量子比特（量子位）的超導(dǎo)測試芯片Tangle Lake。Tangle Lake代表著英特爾開發(fā)完整量子計算系統(tǒng)的進程 - 從架構(gòu)到算法，再到電子控制。實現(xiàn)一個49-qubit測試芯片是一個重要的里程碑，因為它可以讓研究人員評估和改進糾錯技術(shù)和模擬計算問題。

綜上來看，英特爾在架構(gòu)上不斷突破，并引領(lǐng)創(chuàng)新。而這又是處理器性能的關(guān)鍵所在，英特爾似乎手握著處理器性能的關(guān)鍵鑰匙。如果將上面所提的兩大技術(shù)支柱結(jié)合，“內(nèi)功”和“武功秘籍”糅合，更是誕生了超異構(gòu)這樣的“武林絕學(xué)”——可以把很多現(xiàn)有的、不同節(jié)點上已經(jīng)驗證良好的晶片集成在一個封裝里。擁有全部“秘籍”的英特爾，未來阻礙其產(chǎn)品創(chuàng)新能力的只有想象力了。

顛覆傳統(tǒng)招數(shù)——內(nèi)存和存儲

金庸迷們想必對“令狐沖思過崖對陣田伯光”的橋段印象深刻，前幾次交手，不管令狐沖如何學(xué)習(xí)新招數(shù)，總是無法破解田伯光的快刀。在風(fēng)清揚幾句點撥之后——“招式之間不要拘泥，要學(xué)會變通”，“誰說只有劍是劍，手也可以”。直接大敗田伯光。令狐沖怎么也沒有想到，之前所練的華山劍法是如此拘泥，稍加顛覆，便有奇效。

英特爾在內(nèi)存和存儲技術(shù)的立足點就是顛覆，對于傳統(tǒng)的內(nèi)存技術(shù)來說，其本來只分為三級：CPU里面的緩存最快，然后是內(nèi)存，內(nèi)存直接被CPU訪問，不直接訪問的就是存儲。隨著指數(shù)級增長的計算續(xù)期，內(nèi)存也在以線性速率增長。

而傳統(tǒng)的模式有兩方面弊端：1，內(nèi)存帶寬限制會影響數(shù)據(jù)管道的運行速度；2，在當(dāng)前的內(nèi)存系統(tǒng)基礎(chǔ)架構(gòu)中，依然有兩層空白需要填補，這需要更換慢速旋轉(zhuǎn)介質(zhì)來解決這一問題。這三級之間它的速度差是很大的，百倍到千倍的速度差。如果未來計算需要非常大數(shù)據(jù)的存儲和訪問，這樣的速度差嚴重影響性能。

英特爾的顛覆則是往里面加入幾級不同的存儲技術(shù)。封裝內(nèi)存插在緩存和DRAM之間，DRAM和存儲之間插入三層：數(shù)據(jù)中心級的持久內(nèi)存、還有固態(tài)盤、和QLC固態(tài)盤。據(jù)悉，每一層之間的速度差只有10倍左右，所以是非常平滑的存儲結(jié)構(gòu)，這對提高未來系統(tǒng)性能非常重要。

幾天前，集英特爾傲騰技術(shù)和英特爾QLC NAND技術(shù)為一體的固態(tài)盤全新上市，采用了M.2規(guī)格。這種傲騰混合式固態(tài)盤上同時集成高速加速技術(shù)和大容量固態(tài)盤將造福PC用戶日常應(yīng)用，英特爾這則上市消息中也表明，在本季度末，搭載英特爾傲騰混合式固態(tài)盤的第八代英特爾酷睿U系列移動平臺將通過各大主要原始設(shè)備制造商上市。其能讓1，多任務(wù)處理狀態(tài)下，文檔打開速度提高2倍；2，多任務(wù)處理狀態(tài)下，游戲啟動速度提高60%；3，多任務(wù)處理狀態(tài)下，媒體文件打開速度提高90%。

英特爾的存儲技術(shù)打破了固有內(nèi)存的認知，打破了傳統(tǒng)，直接重塑內(nèi)存層級結(jié)構(gòu)，消除數(shù)據(jù)瓶頸，這一招屬于技術(shù)常年累計后的自然而然的顛覆。

突破極限的兵器——互連、安全、軟件

英特爾的互連戰(zhàn)略應(yīng)該是六大技術(shù)支柱最有意思的了，像一條線串起來了六大戰(zhàn)略，因為英特爾的互連技術(shù)可實現(xiàn)片上、封裝內(nèi)、以及處理器節(jié)點間的通信。通過有線網(wǎng)，或者無線網(wǎng)絡(luò)，數(shù)據(jù)將在數(shù)據(jù)中心、邊緣設(shè)備、以及芯片之間傳輸。英特爾在所有這些跨越微米到英里傳輸距離的互連領(lǐng)域都處于領(lǐng)先地位。

據(jù)英特爾內(nèi)部的說法，互連技術(shù)領(lǐng)域，英特爾是業(yè)內(nèi)投資部署最廣泛的公司之一。

從微米到英里，像一種非?？苹玫恼f法，類似漫威英雄“蟻人”的大小變換。英特爾的官方介紹中將這種“變換”模式分成了四擋。即：處理器級，處理器與設(shè)備之間，數(shù)據(jù)中心內(nèi)，世界范圍內(nèi)。

處理器級的技術(shù)上面都有詳細說明。在處理器與設(shè)備之間，英特爾具有代表性的是Thunderbolt 3/USB4、CXL技術(shù)。

在上個月的一場媒體見面會上，英特爾宣布將釋出 Intel Thunderbolt協(xié)定規(guī)格予USB 推廣組織（USB Promoter Group），讓其他芯片制造商能夠生產(chǎn)與 Thunderbolt 技術(shù)相容的芯片，且無需支付權(quán)利金。其中新一代USB 規(guī)格USB4 是建基于英特爾的Thunderbolt 3協(xié)定，提供40Gbps 傳輸速度，是USB 3.2 Gen 2×2 的一倍。此外，另一項CXL技術(shù)為處理器與處理器之間的超高速互聯(lián)新標(biāo)準，目前構(gòu)想是用于數(shù)據(jù)中心，業(yè)界有推斷表示未來有機會應(yīng)用到Intel Xe架構(gòu)獨立顯示卡，使多張顯示卡（Multi-GPU）可真正共用到存儲器資源，也可能會發(fā)展出比NVIDIA SLI或AMD CrossFire更先進的Multi-GPU互聯(lián)技術(shù)，CPU與GPU的互聯(lián)甚或媲美NVIDIA NVLink。

數(shù)據(jù)中心內(nèi)的代表技術(shù)為英特爾以太網(wǎng)800系列、硅光子、Omni-Path，這里適合用簡短的一組數(shù)字來表達其速度：800 系列十萬兆以太網(wǎng)卡滿足 100Gbps 的連接速率；400G硅光子收發(fā)器，通過半導(dǎo)體激光和IC集成電路融合在一起，四束激光各有100Gbps的速度，網(wǎng)絡(luò)協(xié)議則全面支持Ethernet、InfiniBand、OmniPath等；英特爾Omni-Path Host Fabric支持每端口 100 Gbps，這意味著每個英特爾 OP HFI 端口可提供每端口高達 25 Gbps 的雙向帶寬。

在世界范圍內(nèi)的傳輸，英特爾代表技術(shù)有專門面向5G無線接入和邊緣計算的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)芯片Snow Ridge和可加速多種虛擬化工作負載，包括5G無線接入網(wǎng)絡(luò)和5G核心網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的N3000 FPGA。

從微觀到宏觀，從片上到世界范圍的高速連接，英特爾的互連戰(zhàn)略全面突破互連極限。

英特爾六大技術(shù)支柱中的安全和軟件也是其突破極限的完美“兵器”。英特爾越是豐富的多樣化戰(zhàn)略布局，越是會面臨多重安全挑戰(zhàn)，而英特爾可以為多樣化的架構(gòu)、領(lǐng)先的多層級內(nèi)存和多層次的互連部署額外的安全技術(shù)，能從OEM廠商到云服務(wù)供應(yīng)商（CSP）和獨立軟件開發(fā)商（IVS），英特爾將繼續(xù)引領(lǐng)整個行業(yè)創(chuàng)新并推進安全工具和資源，以提高云端應(yīng)用處理的安全性和隱私保護，提供平臺級威脅檢測并縮小攻擊面。

此外，詳細闡述英特爾軟件戰(zhàn)略的是在去年11月份的一場“英特爾人工智能大會”上，當(dāng)時英特爾人工智能產(chǎn)品事業(yè)部全球數(shù)據(jù)科學(xué)負責(zé)人劉茵茵在演講中，一口氣介紹了幾大開發(fā)工具。雖說英特爾具有非常強的處理計算的能力，但對于全新硬件架構(gòu)的每一個數(shù)量級的性能提升，軟件能帶來兩個數(shù)量級的性能提升。

對于開發(fā)者來說，擁有一套利用好英特爾芯片的通用工具集，對于獲得性能的指數(shù)級擴展至關(guān)重要。英特爾能夠創(chuàng)建統(tǒng)一的軟件架構(gòu)，全面覆蓋從云到端的計算。英特爾擁有幾乎適用于任何架構(gòu)的軟件工具、SDK、API、庫和特殊擴展，并支持開放式平臺，讓軟件堆棧每個層級的開發(fā)人員都能為多樣化的架構(gòu)編寫代碼。此外，英特爾正在開發(fā)跨平臺軟件，進一步簡化并延伸整個堆棧中的應(yīng)用開發(fā)。

自通任督二脈

摩爾定律源自英特爾，將其一直發(fā)揚至今。當(dāng)外界只會關(guān)注制程微縮的數(shù)字變化，卻忽略英特爾的綜合實力。不難看出，如今制程節(jié)點發(fā)展速度出現(xiàn)減緩態(tài)勢，但我們不要忘了摩爾定律的本質(zhì)，其不僅僅涉及了晶體管，而是包括晶體管、架構(gòu)研究、連接性提升、更快速的內(nèi)存系統(tǒng)和軟件的結(jié)合。單說英特爾六大技術(shù)支柱任何一項，都是業(yè)內(nèi)非常能打的狀態(tài)，英特爾將其進行多維度的創(chuàng)新整合，像是一位武林高手擁有一套羨煞世人的招數(shù)，這是非常難能可貴的。

在英特爾對外的演示圖中，六大技術(shù)支柱被從里到外排在了一層一層的圈中，相互嵌套相互協(xié)調(diào)。從形態(tài)上看，像一個堅固的盾牌，技術(shù)組合抵御一切產(chǎn)品挑戰(zhàn)。也像一個車輪，載著歷史不斷前進。像一滴滴落平靜湖面的水滴，展開一圈圈漣漪，飄蕩到無窮的大海。

綜合本文中所例舉的產(chǎn)品例子，可以看出，六大支柱帶來的是產(chǎn)品的全面創(chuàng)新，所以英特爾有了轉(zhuǎn)型成“以數(shù)據(jù)為中心”的底氣，正如英特爾公司全球副總裁兼中國區(qū)總裁楊旭在今年媒體見面會上發(fā)表的“萬有IN力 新格局”的主旨演講中提到的那樣，“英特爾瞄準的是2022年高達3000億美元的市場”，這其中就囊括了PC、移動通訊、數(shù)據(jù)中心、非易失性存儲、物聯(lián)網(wǎng)和FPGA。