北京时间12月12日晚，Intel在圣克拉拉举办了架构日活动。Intel揭开了2021年CPU架构路线图、下一代核心显卡、图形业务的未来、全新3D封装技术，甚至部分2019年处理器新架构的面纱。
不仅展示了一系列处于研发中的基于10纳米的系统，将用于PC、数据中心和网络设备，并预览了其他针对更广泛工作负载的技术，还一连分享了聚焦于六个工程领域的技术战略，包括：
英特尔表示，对这些领域的重大投资和技术创新，将为更加多元化的计算时代奠定了基石，到2022年，潜在市场规模将超过3000亿美元。
近一段时间以来，业界一直非常期待看到Intel未来的架构路线图，但自Skylake以来却一直处于犹抱琵琶半遮面的状态。最近几个月Intel简单公布了一部分数据中心产品路线图，包括Cascade Lake，Cooper Lake和Ice Lake以及未来几代，但消费级产品却依旧难产。
在本次架构日活动上，Intel终于带来了消费级的PC处理器架构路线图和Atom架构路线图。
在高性能的Core系列产品线上，Intel列出了未来三年内的三个新代号：Sunny Cove、Willow Cove和Golden Cove，其中离我们最近的Sunny Cove将于2019年上市（PS：你猜会不会鸽^_^）。
据悉，Sunny Cove架构旨在提高通用计算任务下每时钟计算性能和降低功耗，将拥有AVX-512单元，并包含了可加速人工智能和加密等专用计算任务的新功能，将成为Intel下一代PC和服务器处理器的基础架构。
随后的Willow Cove在路线图上位于2020年，很可能也是10nm。Intel将此处的重点列为缓存重新设计（可能意味着L1/L2调整）、新的晶体管优化（基于制造）以及其他安全功能，可能是指新一类侧信道攻击的进一步增强。
Golden Cove则位于图表中的2021年，工艺制程仍是一个问号，可能是10nm也可能是7nm，Intel将进一步提升其单线程性能和人工智能性能，并在核心设计中增加了潜在的网络和AI功能，安全特性看起来也得到了提升。
Atom系列低功耗处理器的架构路线图比酷睿系列的节奏慢，考虑到其历史，这并不奇怪。鉴于Atom必须适应各种设备，业界更多的是期望产品能够提供更广泛的功能，尤其是SoC方面。
即将在2019年推出的架构名为Tremont，专注于单线程性能、网络服务器性能以及电池续航时间的提升。紧随Tremont之后的将是Gracemont，Intel将其列为2021年的产品，可能会拥有更宽的矢量处理单元或支持新的矢量指令。
从路线图上看，Gracemont之后还会有一款“XXXmont”系列核心，Intel正在研究这款新内核在2023年时可能具备的性能、频率和特性。
上面这些是架构的名称，而实际产品可能可能会有另外的代号，也就是酷睿系列近些年来一直使用的“XXX-Lake”命名，比如代号为Ice Lake的处理器就是由Sunny Cove架构的CPU内核与Gen11核心显卡联合构成。
活动中的另一个值得关注的消息是，Intel未来的架构很可能与工艺制程脱离关系。Raja Koduri和Murthy Renduchintala博士解释称，为了让产品线拥有一定的弹性，未来这些架构的最新产品将以当时可用的最佳工艺制程推向市场。
虽然没有明说，但雷锋网认为这应该意味着目前已经名存实亡的“Tick-Tock”策略彻底被扫进了历史的垃圾桶，未来某些核心设计跨越不同制程的情况可能会成为常态。
在封装领域，英特尔推出的 Foveros 是业界首个真正的 3D 封装，可以把整个系统封进一颗芯片中，达成真正的 System in Package 概念，远比目前台积电与三星都在发展的 2D 或 2.5D 封装技术更为先进。
每次听到全新处理器架构的消息时，大家最期待的都是对于新架构的详细分析，以及相对前代的变化情况。
自Skylake于2015年首次推出以来，到目前为止Intel已经推出了Kaby Lake、Coffee Lake和Coffee Lake三代小改款，由于每代提升都不大，被玩家戏称为“挤牙膏”。虽然这次Intel展示了全新的Sunny Cove架构，但遗憾的是其信息还不够全面，主要集中在架构设计的后端部分。
Intel将其微体系结构更新分为两个不同的部分：通用性能提升和特殊用途性能提升，通用性能提升指原始IPC（每时钟指令）吞吐量或频率增加，IPC的增加可能来自核心更宽（每个时钟执行指令更多）、更深（每个时钟更多并行）或更智能（通过前端更好的数据传输），而频率通常是实现和过程的函数，而特殊用途性能提升可以通过其他加速方法（如专用IP或专用指令）来改进特定方案中使用的某些工作负载。
据悉，Sunny Cove在通用性能和特殊用途性能两个方面有着全方位的提升。在架构的后端部分，Intel已经做了包括增加高速缓存大小、增加核心执行宽度、增加L1存储带宽等改进。
Sunny Cove架构的L1数据缓存从32KB升级为48KB，通常当缓存容量增大时，缓存未命中的概率将以平方根的比例降低，因此Sunny Cove架构的L1缓存未命中率理论上可减少22％。同时Sunny Cove架构Core和Xeon处理器的L2缓存也将分别比目前的256KB和1MB有所增加，具体容量尚未可知。
此外，微操作（uOp）缓存和二级TLB虽然不属于后端，但其容量也都相比目前有所增加，这将有助于机器地址转换。图中还可以看到一些其他更改，例如执行端口从8增加到10，允许一次从调度程序中获得更多指令；重排序缓冲区的调度也从每个周期4条指令增加到5条指令；端口4和端口9链接到了一个循环数据存储，使带宽加倍，但AGU存储功能也增加了一倍，这将有助于增加L1-D大小。
Sunny Cove架构的执行端口也发生了重大变化，详情见下图：
我们看到Intel为核心的整数部分配备了更多LEA单元，以帮助进行内存寻址计算，可能有助于通过需要频繁内存计算的安全缓解来帮助改善性能损失，或者帮助提供具有恒定偏移的高性能阵列代码。端口1从Skylake端口5获取MUL（乘法）单元，可能用于重新平衡，但此处还有一个整数分频器单元。这是一个小小的调整，Cannon Lake在其设计中也有一个64位IDIV（带符号整数除法）单元，在这种情况下，它将64位整数除法从97个时钟（混合指令）降低到18个时钟，Sunny Cove可能与之类似。
在整数运算单元方面，端口5的乘法单元已成为“MulHi”单元，在其他架构中，它会在寄存器中留下最重要的半字节以便进一步使用，但目前不能确定它在Sunny Cove核心中的位置究竟是什么。
在浮点运算单元方面，Intel增加了洗牌资源，这是出于消除代码中瓶颈的考虑。Intel没有在核心的浮点运算部分说明FMA（熔加运算）的功能，但既然核心内有一个AVX-512单元，这些FMA中就应至少有一个与之交互。Cannon Lake只有一个512位的FMA，这个FMA很可能在这里，而Xeon的可扩展版本可能会有两个FMA。
Intel列出的其他更新包括分支预测器的改进，以及由TLB和L1-D带来的有效负载延迟降低。不过雷锋网获悉，有人指出这些改进无法帮助到所有用户，可能只有全新的算法才能使用这些特定部分的核心能力。
除了架构上的差异，Sunny Cove还增加了新的指令以帮助加快专业计算任务。随着AVX-512单元的出现，新架构将支持用于大算术计算的IFMA（带符号熔加运算）指令，这些指令在密码学中非常有用。Sunny Cove还支持Vector-AES、Vector Carryless Multiply、SHA、SHA-NI以及Galois Field指令，这些指令也是密码学的一些元素中的基本构建块。
Sunny Cove支持更大的内存容量，其主存储器分页表从4层增加到了5层，支持最多57bit线性地址空间和最多52bit物理地址空间，这意味着服务器处理器理论上可支持单插槽4TB内存。
根据Intel之前的Xeon路线图，Sunny Cove将在2020年与Ice Lake-SP一起在服务器领域上市。为了安全起见，Sunny Cove具有多密钥全内存加密和用户模式指令预防功能。
2015年，Intel推出了采用Gen9核心显卡的Skylake处理器，不过随后Kaby Lake和Coffee Lake的核心显卡都只是Gen9.5而非Gen10。实际上，Intel 10nm Cannon Lake处理器本该对应Gen10，但Intel从未发布过带核心显卡的PC端Cannon Lake处理器。
今天，Intel首席架构师、核心与视觉计算集团高级副总裁兼边缘计算解决方案总经理Raja Koduri直接公布了全新的Gen11核心显卡，并重申了在2020年推出独立图形处理器的计划。
根据路线图，Gen11核心显卡将于2019年开始随10nm处理器一同面世，配备64个EUs（增强型执行单元），运算规模是此前Gen 9核心显卡的2倍，浮点运算性能超过1TFlops。这64个EUs被分成4个切片，每个切片由2个8EUs的子切片组成，每个子切片均拥有指令缓存和3D采样器，而较大的4个切片则拥有2个媒体采样器、1个PixelFE以及额外的加载/存储硬件。
Intel并没有透露太多关于如何提高EU性能的详情，但表示EU内部的浮点运算单元接口是重新设计，支持快速（2x）FP16性能。每个EU均像以前一样支持7个线程，这意味着整个GPU有512个并发管道，Intel表示已经重新设计了内存接口，并将GPU的L3缓存增加到3MB，相比Gen9.5增加了4倍。
Gen11核心显卡的一项重大改进是终于支持了瓦片式渲染，这让Intel成为继2014年的NVIDIA和2017年的AMD之后，最后一个实现这一特性的PC GPU供应商。虽然瓦片式渲染不是解决GPU性能问题的灵丹妙药，但是优化良好的瓦片式渲染可以很好的适应核心显卡的带宽限制。
与此同时，Intel的无损内存压缩技术也有所改善，在最佳情况下性能可提高10%，平均可提高4%。GTI接口现在支持每个时钟读写64字节以增加吞吐量，以与重新设计的内存接口相配合。
Gen11核心显卡还支持Intel全新的多速率着色技术Coarse Pixel Shading（粗像素着色），这与NVIDIA的可变像素着色很相似，能让GPU减少阴影部分像素所需的渲染操作量。Intel为CPS展示了两个演示，其中像素阴影分别作为与相机距离和屏幕中心相关的一个函数，当物体离相机或屏幕中心较远时渲染量减少，其设计目的是帮助VR实现注视点渲染等功能，Intel表示游戏在支持这一技术后可提高约30％的帧率。
Raja Koduri宣布了Intel独立显卡业务的新产品品牌：Xe，目前仍被非正式的称为“Gen12”系列，将从2020年开始覆盖从客户端到数据中心的所有领域，也涵盖了未来的核心显卡解决方案，Intel希望Xe从入门到中档，再到发烧友以及AI，都能向竞争对手最好的产品发起竞争。
Xe将从10nm节点开始，为未来几代图形奠定基础，并将遵循Intel的单一堆栈软件哲学，即希望软件开发人员能够利用CPU、GPU、FPGA和AI，所有这些都使用同一套API，这表明Intel已经准备好围绕一个品牌向前发展。
作为架构日活动的一部分，Intel在现场进行了大量芯片演示，据称这些演示均是基于新的Sunny Cove核心和Gen11核心显卡，目前的演示涉及项目包括7-Zip应用和铁拳7游戏两部分。
7-Zip项目相对直接，演示机的同频性能相较于SkyLake平台提高了75%，展示了Sunny Cove架构的Vector-AES和SHA-NI等新指令所带来的特殊用途性能提升。而在铁拳7中，Sunny Cove+Gen11的演示机与SkyLake+Gen9相比更顺畅，完全超出30fps的最低要求。
内存和存储
推出深度学习参考堆栈（Deep Learning Reference Stack）