(来源:英特尔)
在热薯片2022(在一个新窗口中打开)英特尔揭开帷幕，展示了即将推出的第14代“流星湖”的一些诱人细节。处理器．现在，这些先进的cpu不太可能很快上市。(我们还没有看到英特尔第13代“猛禽湖”处理器的发布，尽管英特尔坚称流星湖将在2023年下半年发布。)但到目前为止，我们所看到的细节非常吸引人，显示了现代处理器设计方式的日益增长的变化。
从流星湖开始(然后是“箭湖”，估计是第15代核心系列)，英特尔将在其消费级处理器上过渡到使用“芯片式”设计，将处理不同功能的许多小瓷片融合在一个芯片上。这是对现有英特尔处理器“单片”设计的重大背离，它可能会在未来几年带来更快的处理器——也许，更实惠的处理器。
单片CPU模的诞生
从一开始，计算机行业就不断地推动更紧密的整合。早在1965年，英特尔的联合创始人戈登·摩尔(Gordon Moore)就提出了后来被称为“摩尔定律”(Moore’s Law)的理论，该理论被大肆抨击，认为集成电路的组件数量每年会增加一倍。这一点并不总是完全正确的，但它仍然显示了集成对芯片行业的关键重要性。
在过去的几十年里，我们看到了许多集成到cpu中的组件:浮点模块、缓存、内存控制器、PCI Express控制器、视频控制器、显示控制器、图形处理器和许多其他电路。一般来说，这有许多积极的回报，从降低生产成本和功耗，到大幅提高性能。但这也带来了一些挑战，企业必须努力克服。
芯片如何解决整体问题
在构建大型单片芯片时，有三个关键问题非常突出。首先也是最重要的是芯片收益率的问题。
没有一个生产过程是完美的，对于硅芯片来说，即使是一个看起来很小的缺陷也会导致芯片无法正常工作。这种趋势使得制造大型芯片的成本大大增加。这是因为当缺陷发生时，与较小的缺陷芯片相比，会浪费更多的制造时间和资源。
其次，当图形处理器和cpu等组件采用自己的最佳工艺技术生产时，它们的性能往往会更好。然而，当将多种类型的组件集成到一个芯片中时，就不得不对所有组件使用相同的制造工艺。您最终必须使用一个至少会对两者产生一点负面影响的过程，或者您将需要使用一个对其中一个非常有效，但对另一个并不那么有效的过程。
最后(但肯定不是最不重要的)，将所有这些组件紧密集成在一起会在一定程度上阻碍开发。当所有东西都放在一起时，只更改一个组件就不那么简单了，比如内存控制器或视频处理器。您需要考虑所有东西是如何连接的，然后整个芯片需要经过一个漫长的验证过程，以确保在做出任何更改后一切都能正常工作。之后，你仍然在开始生产新设计之前，需要在工厂更改设计，并使用现有的芯片。
然而，通过使用芯片设计，这些问题和其他问题都可以解决，或至少可以减轻。当然，为了确保芯片正常工作，需要进行一定量的检查和验证，但在设计和更新芯片时，您获得了更大的灵活性。此外，您将看到对芯片不同部分使用的生产过程的限制明显减少。而且在任何单个芯片上出现缺陷的成本都更低，因为每个芯片都更小。
这种改变最终可以帮助加快芯片的开发，并可能降低成本和提高性能。这也是一种经过验证的方法:AMD在锐龙(Ryzen)处理器上使用芯片设计已有一段时间了。
芯片推动:为什么是现在，以及哪里可能出错?
如果使用芯片有明显的好处，那么为什么英特尔以前没有使用它们呢?简而言之，就是公司有许多次。早在2005年，英特尔就在其奔腾D处理器上使用了类似芯片的设计，将两个CPU核心组合成一个处理器。它的第一代核心“Arrandale”处理器再次采用了芯片式的设计。自那以后，该公司还在其他产品中尝试使用芯片。
然而，这些设计与即将推出的流星湖和箭湖cpu之间的一个关键区别是，所讨论的芯片耦合的紧密程度。芯片式设计的一个缺点是芯片不能像单片单片芯片那样具有相同水平的互联性。因此，带宽受到了损害。这在过去阻碍了英特尔(以及AMD)产品的性能，但随着时间的推移，这一点已经得到了改善。
另一个缺点:较老的芯片往往使用更多的功率。但由于电力需求在不同世代之间不断变化，很难确定这个问题在未来会有多严重。
流星湖芯片CPU将会是什么样子
英特尔的巨大"旧桥Chip将47块瓷砖(该公司对这些小芯片的首选术语)与1000多亿个晶体管结合在一起。英特尔计划用同样的互连技术来连接即将推出的流星湖(Meteor Lake)和箭湖(Arrow Lake)处理器的芯片。正如你可以从下图中看到的，流星湖的设计包括6个部件，包括封装基板，这可能比PCB多一点，用于连接主板上的LGA插座。
在剩下的5个标题中是CPU贴图、GPU贴图和IO Extender贴图。(最后一个可能只包含PCI Express控制器。)CPU部分将使用即将到来的“英特尔4”生产流程，而其他瓷砖可能由台积电制造公司(TSMC)生产。
还有一个名字有点让人困惑的“SOC”单元，它包含了前面提到的三个单元无法容纳的所有内容，包括内存控制器。它似乎是最大的瓷砖，它可能有很多功能，但应该注意，不要把它与你可能在你的手机或电视中找到的系统芯片(SoC)混淆，因为后者也包含CPU和GPU。
最后的瓷砖，标签为“基础瓷砖”，将可能像面包板的功能，以连接其他部分在一起。这是通过36微米的Foveros直接互连实现的，这也用于Ponte Vecchio。
下面的图形平铺图有助于显示这种设计提供的额外灵活性。Intel能够用不同数量的资源设计这些瓷砖，以构建具有不同数量的CPU核心、图形核心或其他资源的处理器。
整个设计标志着与传统的背离，但有些技术实际上有点倒退。像内存控制器这样长期集成到CPU中的组件现在再次分离为单独的组件——尽管与CPU紧密相连。虽然这似乎有点违背主流的智慧，但我们不能否认芯片设计有希望，而且它们似乎是未来的发展方向，AMD和英特尔都采用了芯片设计。
不幸的是，我们可能还需要一段时间才能了解到更多细节或看到流星湖处理器的性能数据。英特尔预计将在今年秋季发布第13代猛禽湖处理器，而流星湖处理器可能要到2023年秋季才会发布。这意味着我们要等更久才能听到箭湖的消息。与此同时，我们将看到AMD已经基于芯片的技术的更多进化和变革。
