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芯片和AI是科技產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵支柱，作為未來最重要的兩個科技變量，它們昭示了產(chǎn)業(yè)數(shù)字化、智能化的方向，它們的關(guān)聯(lián)和融合也將托舉起整個科技產(chǎn)業(yè)的革新與進步。
當?shù)貢r間9月19日，2023英特爾on技術(shù)創(chuàng)新大會在美國圣何塞開幕。在這場全球盛會上，我們看到這兩股科技力量正在強力交織，形成對未來的巨大驅(qū)動力。
在開幕主題演講中，英特爾首席執(zhí)行官帕特·基辛格（Pat Gelsinger）展示了如何在各種硬件產(chǎn)品中加入AI能力，并通過開放、多架構(gòu)的軟件解決方案來推動AI應用的普及。在英特爾的藍圖中，AI將無處不在，從客戶端和邊緣、到網(wǎng)絡(luò)和云的所有工作負載中得到更普遍的應用。
“芯經(jīng)濟”—— 5740億美元驅(qū)動8萬億美元
基辛格強調(diào)了AI對“芯經(jīng)濟”的作用。他認為“芯經(jīng)濟”是在芯片和軟件推動下，正在不斷增長的經(jīng)濟形態(tài)。如今，芯片形成了規(guī)模達5740億美元的產(chǎn)業(yè)，并驅(qū)動著全球約8萬億美元的技術(shù)經(jīng)濟（tech economy）。
確實，計算的作用正在發(fā)生根本性的轉(zhuǎn)變，這是一個全球發(fā)展的新時期。“計算是地球上每個人獲得更大機會和更美好未來的基礎(chǔ)。歡迎來到硅經(jīng)濟時代！”基辛格說。
同時，他還喊話全球開發(fā)者：“你們是‘芯經(jīng)濟’的驅(qū)動者，芯片架構(gòu)將越來越多樣化和專業(yè)化，我們的承諾是讓你盡早獲得最酷的硬件和軟件。"
“芯經(jīng)濟”蓬勃發(fā)展始于芯片底層創(chuàng)新
2024年，英特爾處理器上新可期
主題演講中，基辛格表示，英特爾的“四年五個制程節(jié)點”計劃進展順利，Intel 7已經(jīng)實現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)，Intel 4已經(jīng)生產(chǎn)準備就緒，Intel 3也在按計劃推進中，目標是2023年年底。
他還展示了基于Intel 20A制程節(jié)點打造的英特爾Arrow Lake處理器的首批測試芯片。Arrow Lake將于2024年面向客戶端市場推出。Intel 20A將是首個應用PowerVia背面供電技術(shù)和新型全環(huán)繞柵極晶體管RibbonFET的制程節(jié)點。同樣將采用這兩項技術(shù)的Intel 18A制程節(jié)點也在按計劃推進中，將于2024年下半年生產(chǎn)準備就緒。
具備高能效的能效核（E-core）處理器Sierra Forest也將于2024年上半年上市。與第四代至強相比，擁有288核的該處理器預計將使機架密度提升2.5倍，每瓦性能提高2.4倍。緊隨Sierra Forest發(fā)布的是具備高性能的性能核（P-core）處理器Granite Rapids，與第四代至強相比，其AI性能預計將提高2到3倍。展望2025年，代號為Clearwater Forest的下一代至強能效核處理器將基于Intel 18A制程節(jié)點制造。
除制程外，英特爾向前推進摩爾定律的另一路徑是使用新材料和新封裝技術(shù)，如玻璃基板（glass substrates）。這是英特爾剛于本周宣布的一項突破。玻璃基板將于2020年代后期推出，繼續(xù)增加單個封裝內(nèi)的晶體管數(shù)量，助力滿足AI等數(shù)據(jù)密集型高性能工作負載的需求，并在2030年后繼續(xù)推進摩爾定律。
會上，英特爾宣布將在業(yè)內(nèi)率先推出用于下一代先進封裝的玻璃基板，計劃在2020年代后半段面向市場提供。這一突破性進展將使單個封裝內(nèi)的晶體管數(shù)量不斷增加，繼續(xù)推動摩爾定律，滿足以數(shù)據(jù)為中心的應用的算力需求。
與目前采用的有機基板相比，玻璃具有獨特的性能，如超低平面度（flatness）、更好的熱穩(wěn)定性和機械穩(wěn)定性，從而能夠大幅提高基板上的互連密度。這些優(yōu)勢將使芯片架構(gòu)師能夠為AI等數(shù)據(jù)密集型工作負載打造高密度、高性能的芯片封裝。
由于玻璃基板可耐受更高的溫度，將變形（pattern distortion）減少50%，并具有極低的平面度，可改善光刻的聚焦深度（depth of focus），還達到了實現(xiàn)極緊密的層間互連疊加所需的尺寸穩(wěn)定性。因此，玻璃基板上的互連密度有望提升10倍。此外，玻璃機械性能的改進實現(xiàn)了非常高的超大尺寸封裝良率。
在用途方面，玻璃基板最先將被用于其更能發(fā)揮優(yōu)勢的地方，即需要更大尺寸封裝和更快計算速度的應用和工作負載，包括數(shù)據(jù)中心、AI、圖形計算等。
玻璃基板測試單元
UCIe持續(xù)推動基于開放標準的芯粒生態(tài)系統(tǒng)
英特爾還展示了基于通用芯粒高速互連開放規(guī)范（UCIe）的測試芯片封裝?；粮癖硎荆柖傻南乱徊ɡ顺睂⒂啥嘈玖７庋b技術(shù)所推動，如果開放標準能夠解決IP集成的障礙，它將很快變成現(xiàn)實。
去年發(fā)起的UCIe標準將使得來自不同廠商的芯粒能夠協(xié)同工作，從而以新型芯片設(shè)計滿足不同AI工作負載的擴展需求。目前，UCIe開放標準已經(jīng)得到了超過120家公司的支持。
該測試芯片集成了基于Intel 3制程節(jié)點的英特爾UCIe IP芯粒，和基于TSMC N3E制程節(jié)點的Synopsys UCIe IP芯粒。這些芯粒通過EMIB（嵌入式多芯片互連橋接）先進封裝技術(shù)互連在一起。英特爾代工服務（Intel Foundry Services）、TSMC和Synopsys攜手推動UCIe的發(fā)展，體現(xiàn)了三者支持基于開放標準的芯粒生態(tài)系統(tǒng)的承諾。
“Bringing AI Everywhere!”
讓AI無處不在——是英特爾的一個目標。為此，英特爾需要繼續(xù)夯實基礎(chǔ)軟硬件技術(shù)、提供從云到端的解決方案和服務，來滿足AI上層越來越多、越來越復雜的應用需求。
推進處理器強大AI性能
近期公布的MLPerf AI推理性能測試結(jié)果進一步加強了英特爾的承諾，即覆蓋各種規(guī)模的AI模型，包括更大、更具挑戰(zhàn)性的生成式AI和大語言模型。測試結(jié)果亦證明了英特爾Gaudi 2加速器能夠提供滿足AI計算需求的絕佳解決方案。
MLCommons公布了針對 60 億參數(shù)大語言模型及計算機視覺與自然語言處理模型GPT-J的 MLPerf推理v3.1性能基準測試結(jié)果，其中包括英特爾所提交的基于Habana Gaudi 2 加速器、第四代英特爾至強可擴展處理器，以及英特爾至強CPU Max系列的測試結(jié)果。數(shù)據(jù)顯示，英特爾在AI推理方面極具競爭力，公司將進一步加速從云到網(wǎng)絡(luò)到邊緣再到端的工作負載中大規(guī)模部署AI的承諾。
阿里云首席技術(shù)官周靖人闡述了阿里巴巴如何將內(nèi)置AI加速器的第四代英特爾至強可擴展處理器用于其生成式AI和大語言模型，即“阿里云通義千問大模型”。周靖人表示，英特爾技術(shù)“大幅縮短了模型響應時間，平均加速可達3倍”。
邁向AI PC新時代
為了推進AI無所不在，除了云端和邊緣領(lǐng)域，端側(cè)AI方面，酷睿Ultra處理器是英特爾客戶端處理器路線圖的一個轉(zhuǎn)折點：該款處理器是首個采用Foveros封裝技術(shù)的客戶端芯粒設(shè)計。除了NPU以及Intel 4制程節(jié)點在性能功耗比上的重大進步外，這款處理器還通過集成英特爾銳炫顯卡，帶來了獨立顯卡級別的性能。
基辛格說：“AI將通過云與PC的緊密協(xié)作，進而從根本上改變、重塑和重構(gòu)PC體驗，釋放人們的生產(chǎn)力和創(chuàng)造力。我們正邁向AI PC的新時代?！?/p>
這種全新的PC體驗即將在接下來推出的產(chǎn)品代號為Meteor Lake的英特爾酷睿Ultra處理器上得到展現(xiàn)。該處理器配備英特爾首款集成的NPU，用于在PC上帶來高能效的AI加速和本地的推理體驗。基辛格確認，酷睿Ultra也將在12月14日發(fā)布。
宏碁首席運營官高樹國介紹了搭載酷睿Ultra處理器的宏碁筆記本電腦。高樹國表示：“我們與英特爾團隊合作，通過OpenVINO工具包共同開發(fā)了一套宏碁AI庫，以充分利用英特爾酷睿Ultra平臺，還共同開發(fā)了AI庫，最終將這款產(chǎn)品帶給用戶?！?/p>
讓開發(fā)者成為芯經(jīng)濟的驅(qū)動者
為了給開發(fā)者提供更好的軟硬件支持，基辛格宣布了三大進展：
第一，英特爾開發(fā)者云平臺全面上線。基辛格解釋，英特爾開發(fā)者云平臺將幫助開發(fā)者利用最新的英特爾軟硬件創(chuàng)新來進行AI開發(fā)（包括用于深度學習的英特爾Gaudi2加速器），并授權(quán)他們使用英特爾最新的硬件平臺，如第五代英特爾至強可擴展處理器和英特爾數(shù)據(jù)中心GPU Max系列1100和1550。
在使用英特爾開發(fā)者云平臺時，開發(fā)者可以構(gòu)建、測試并優(yōu)化AI以及HPC應用程序，他們還可以運行從小規(guī)模到大規(guī)模的AI訓練、模型優(yōu)化和推理工作負載，以實現(xiàn)高性能和高效率。英特爾開發(fā)者云平臺建立在oneAPI這一開放的，支持多架構(gòu)、多廠商硬件的編程模型基礎(chǔ)之上，為開發(fā)者提供硬件選擇，并擺脫了專有編程模型，以支持加速計算、代碼重用和滿足可移植性需求。
第二，英特爾發(fā)行版OpenVINO工具套件2023.1版發(fā)布。OpenVINO是英特爾的AI推理和部署運行工具套件，在客戶端和邊緣平臺上為開發(fā)人員提供了優(yōu)質(zhì)選擇。該版本包括針對跨操作系統(tǒng)和各種不同云解決方案的集成而優(yōu)化的預訓練模型，包括多個生成式AI模型，例如Meta的Llama 2模型。包括ai.io和Fit:Match在內(nèi)的公司現(xiàn)場展示了他們?nèi)绾问褂肙penVINO來加速應用程序：ai.io借助OpenVINO評估運動員的表現(xiàn)；Fit:Match通過OpenVINO革新了零售和健康行業(yè)，幫助消費者找到更合身的衣服。
第三，Strata項目以及邊緣原生軟件平臺的開發(fā)。該平臺將于2024年推出，提供模塊化構(gòu)件、優(yōu)質(zhì)服務和產(chǎn)品支持。這是一種橫向擴展智能邊緣（intelligent edge）和混合人工智能（hybrid AI）所需基礎(chǔ)設(shè)施的方式，并將英特爾和第三方的垂直應用程序整合在一個生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)。該解決方案將使開發(fā)人員能夠構(gòu)建、部署、運行、管理、連接和保護分布式邊緣基礎(chǔ)設(shè)施和應用程序。
?寫在最后
“芯經(jīng)濟”和AI之間有著密切的關(guān)聯(lián)。在信息化、數(shù)字化的時代，半導體芯片早已成為各種電子設(shè)備的核心部件，是現(xiàn)代科技發(fā)展的重要基礎(chǔ)；而隨著智能化時代的到來，AI技術(shù)的應用越來越廣泛，依托于芯片，AI技術(shù)隨著智能需求的不斷升級，將變得越來越普遍。
正如基辛格所說，更充足、更強大、更具性價比的處理能力，是經(jīng)濟增長的關(guān)鍵組成。而人工智能代表著計算的新時代，將促進“芯經(jīng)濟”的崛起。二者相輔相成，將共同推動現(xiàn)代科技的不斷發(fā)展和進步。
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