“集成電路上可以容納的晶體管數(shù)目在大約每經(jīng)過18個月到24個月便會增加一倍。換言之，處理器的性能大約每兩年翻一倍，同時價格下降為之前的一半。”這段話出自“英特爾三位一體傳奇”的戈登摩爾，而他的這段“摩爾定律”已經(jīng)是家喻戶曉了，但隨著晶體管微型化變得越來越困難，雖然近十幾年來CPU和GPU的性能確實能做到兩年左右提升一倍，但晶體管密度和能耗比要分別花費三年多與四年才能達(dá)到摩爾定律的目標(biāo)，摩爾定律沒有消失，它仍然存在，可速度已然慢慢放緩了。

作為摩爾定律堅定的追隨者和踐行者，英特爾現(xiàn)任CEO Pat Gelsinger不止一次公開宣稱“我們”會繼續(xù)做摩爾定律的守護(hù)者，摩爾定律活著并且活得很好（Moore’s Law Alive and Well）。哪怕是另一家半導(dǎo)體巨頭Nvidia的CEO黃仁勛宣布摩爾定律已死，作為原教旨主義者的基辛格也堅持站隊他的老前輩戈登摩爾。

我們從看似不可能的“四年五節(jié)點”計劃和混合架構(gòu)的引入都不難看出，Pat Gelsinger對于踐行摩爾定律并不只是口頭上說說而已，而從Intel目前制程節(jié)點的進(jìn)度來看，四年五節(jié)點的計劃正在正常推進(jìn)。

為了達(dá)到業(yè)界內(nèi)普遍不看好的摩爾定律，Pat Gelsinger自然深諳老前輩的教導(dǎo)，早在1965年，摩爾在一篇論文張就指出：構(gòu)建大型系統(tǒng)時，將其分解為單獨封裝并互連的較小功能可能更經(jīng)濟(jì)，這是摩爾從芯片封裝技術(shù)的角度去考量芯片能耗比與經(jīng)濟(jì)比，而此次英特爾全新的Meteor Lake架構(gòu)便是從這句話開始的。

從PCH封裝技術(shù)可同時封裝芯片組，到采用了量產(chǎn)2.5D封裝技術(shù)EMIB（嵌入式多芯片互聯(lián)橋接）的數(shù)據(jù)中心、服務(wù)器CPU Sapphire Rapids，再到即將推出的、采用了3D Foveros從而達(dá)到分離式模塊化設(shè)計的Meteor Lake，英特爾的創(chuàng)新型封裝技術(shù)在業(yè)界保持領(lǐng)先水準(zhǔn)，為摩爾定律的延續(xù)提供了強有力的支持。

簡單點來講，就是將CPU中各個功能分區(qū)模塊化，根據(jù)目標(biāo)需求，再將不同的模塊組合在一起，而每個模塊中又有不同的功分區(qū)，將這些模塊排列組合，就和拼接樂高那樣，把需要東西放上去，給予設(shè)計非常大的靈活性，想增加什么功能就增加什么功能，想增強什么功能就增強什么。此次MTL的目標(biāo)為PC史上出色的高能效平臺、加速人工智能普及、以及全新的Intel 4工藝為CPU核心性能以及集成顯卡的性能帶來提升。

我們可以看到下圖左側(cè)，這是MTL架構(gòu)的一張示意圖，本代的MTL共擁有四個模塊（Tile）：

最上面的為圖形模塊Graphics Tile；

中間的為專門為低功耗表現(xiàn)所打造的SoC Tile，這是MTL中是最大的創(chuàng)新點，我們將重點解析這個模塊；

左下角為控制接口的IO Tile；

右下角為高性能計算的Compute Tile，P核和E核位于此。

了解了這四個模塊，我來分別講解一下這些模塊有什么用，有什么創(chuàng)新，以及會對我們普通用戶的使用帶來什么影響。

SoC Tile中集成了諸多的功能，下圖中間藍(lán)色框內(nèi)就是SoC Tile中集成的所有功能，這里來說幾個關(guān)鍵點：LP E-Cores、Media媒體引擎，Display顯示功能、以及IOC控制模塊。

看到這個E-Core，大家可能聯(lián)想到自12代酷睿開始混合架構(gòu)中的E-Core，但其實不然，這次的MTL除了在Compute Tile中的高性能核心與高效能核心外，在SoC Tile中還集成了兩個LP E-Core即Low Power E-Core，低功耗能效核，組成了大核心+小核心+超小核心的高能效3D混合架構(gòu)，以后我們在計算MTL的核心數(shù)量時還要計入LPE核心，這點大家需要注意。并且非常不能忽視的一點是，LP E-Core是位于SoC Tile的，而不是Compute Tile。

如此一來，在一些非常低負(fù)載的任務(wù)中，直接調(diào)用LP E-Core就可以完成，而這些負(fù)責(zé)低負(fù)載任務(wù)的功能區(qū)也基本都設(shè)計進(jìn)了SoC Tile，例如媒體引擎、控制各種接口、Wifi等的IOC和非常重要的內(nèi)存控制器等等，他們之間由極低功耗、極低延遲的NOC總線進(jìn)行連接，可以直接訪問內(nèi)存控制器。這些低負(fù)載的任務(wù)根本不需要“驚擾”到Compute Tile，由LP E-Core就可以完成計算，這就是本代MTL做到低功耗與高能效比的底層思路——很多小任務(wù)之前都需要激活E核心或P核心來處理，MTL的架構(gòu)改變使得這些任務(wù)都交給這兩個迷你核心完成了，傳統(tǒng)意義上的CPU核心都在睡大覺，功耗肯定就低了，這部分模塊也被很形象的稱為“Low Power Island”即“低功耗島”。

LP E-Core可以講是MTL架構(gòu)的核心，也是SoC Tile的核心。

媒體引擎與顯示引擎按照我們的思維慣例，應(yīng)該是處于GPU中的，但MTL創(chuàng)新式的將這兩部分功能加入進(jìn)了SoC Tile中，這就帶來了兩個最直接的好處。

首先，看視頻、視頻通話等“視頻”相關(guān)的功能，是大部分用戶在使用筆記本電腦時相當(dāng)常用的功能，在之前，傳統(tǒng)的CPU架構(gòu)需要連通CPU核心、GPU核心再連接到內(nèi)存控制器，也就是說整個CPU幾乎都需要通電才能完成這個任務(wù)，例如下圖所示，消耗自然就比較大了。

而MTL便無需如此，媒體引擎和顯示引擎被單獨拿出來放到了SoC Tile中，而SoC Tile中又有著LP E-Core這種超低功耗核心，也就是說，在視頻任務(wù)方面，只需要SoC Tile便可以消化完畢了，根本無需在圖形處理模塊Graphics Tile與計算模塊Compute Tile中通電，大大降低了功耗，這是MTL非常有針對性的一大改變。

本次的媒體引擎依舊強大，尤其在編解碼的硬件支持上還是保持著領(lǐng)先地位，例如：可以硬件層面編解碼HEVC格式、10bit色深、4：2：2采樣的視頻，作為對比，售價高達(dá)12999+的消費級頂端獨立顯卡Nvidia RTX 4090不支持該視頻格式下的硬件編解碼。另外在顯示引擎方面，支持HDMI2.1、DP2.1，支持一個8K 60Hz HDR顯示器或同時連接四個4K 60Hz HDR顯示器。

與媒體引擎同理的還有IOC，Wi-Fi、藍(lán)牙、USB、PCIe等等交由IOC統(tǒng)一調(diào)配后再交給LP E-Core處理。

當(dāng)下，AI方面的應(yīng)用可以講是風(fēng)光無限，英特爾自然不會錯過這個機遇，除了傳統(tǒng)的CPU和GPU外，英特爾MTL中還有專門用于AI計算的NPU引擎，為PC帶來更強的AI能效，使得個人用戶無需付出高昂的代價便可完成AI任務(wù)，加速普及AI。

本次MTL中的NPU集成了兩塊神經(jīng)計算引擎，由推理管道和可編程數(shù)字信號處理器組成，其中推理管道擁有更高效與靈活的矩陣乘法和卷積，支持了FP精度下多種函數(shù)、量化網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)化和融合操作、輸出數(shù)據(jù)的重新布局；每個神經(jīng)計算引擎包含兩個超長指令字?jǐn)?shù)字信號處理器，為高吞吐量激活函數(shù)提供增強的浮點向量指令，支持lnt4到FP32數(shù)據(jù)類型。

此外還有DMA引擎和暫用內(nèi)存，可將數(shù)據(jù)引入軟件管理的SRAM，圖形編輯器會優(yōu)化調(diào)度DMA任務(wù)，支持先進(jìn)的數(shù)據(jù)重新布局。

對于目前常見的AI應(yīng)用、大模型庫例如Stable Diffusion，NPU都可提供強勁的性能支持，另外在能耗方面，NPU同樣也設(shè)置在了SoC Tile中，這樣一來，類似于背景虛化、人眼角度矯正等功能便可在SoC Tile中完成了，提高了筆記本電腦的續(xù)航能力。獨立的NPU使得MTL在AI方面的整體能效提升了8倍。

三、Graphics Tile與Compute Tile——性能與能耗兼得

分離式模塊化架構(gòu)讓MTL的設(shè)計可以“既要有要”了，SoC Tile注重能耗比方面，而Compute Tile和Graphics Tile則可以專注于性能提升。

對于Compute Tile和Graphics Tile，這次媒體會中Intel放出的信息并不多，我們目前已知的信息為Compute Tile中是首次基于Intel 4制程工藝的核心，性能核心為Redwood Cove微架構(gòu)，能效核心為Crestmont微架構(gòu)，旗艦型號可能為6個P核+8個E核+2個LPE核的規(guī)格。

Graphics Tile則會升級為全新的Xe LPG架構(gòu)，自9代酷睿開始，到11代酷睿再到上代的Xe LP微架構(gòu)集顯，每次都有兩倍的性能提升，Intel近幾年又在獨立顯卡方面汲取了大量的經(jīng)驗與技術(shù)積累，本次的Xe LPG就是在Arc獨立顯卡的Xe HPG微架構(gòu)改進(jìn)而來，性能會比當(dāng)前的Xe LP微架構(gòu)提升較多。

由于將媒體引擎和顯示引擎移至了SoC Tile中，所以Graphics Tile理論上允許堆料的空間更大了，本次的MTL的集顯將最高擁有8個Xe核心，也就是128EU，相比于Xe LP時期的96EU，規(guī)模提升了，架構(gòu)也提升了。同時，本次MTL中集顯還支持DX 12 Ultimate，擁有8個光追單元，在性能、硬件支持方面將會迎來比較大的提升。

線程調(diào)度是自12代酷睿引入大小核架構(gòu)之后的“難題”了，任務(wù)是由E核心運行以保證能效，還是需由P核心運行來達(dá)到更好的性能表現(xiàn)，這就是大小核心架構(gòu)下的線程調(diào)度問題。在12代酷睿初期，不僅僅是普通的用戶在抱怨調(diào)度問題，很多軟件的開發(fā)者也經(jīng)常抱怨軟件在調(diào)度方面的的優(yōu)化比較困難。

不過經(jīng)過多次的迭代、軟件的更新以及Win11系統(tǒng)的更新，目前的調(diào)度問題已經(jīng)優(yōu)化提升的非常不錯了，而到了MTL之后，雖然是再次引入了全新的架構(gòu)，但英特爾可能不會再犯12代酷睿時有些“趕鴨子上架”的錯誤了，全新的英特爾硬件調(diào)度器整裝待發(fā)。

Intel與微軟合作，在Windows系統(tǒng)層級進(jìn)行了優(yōu)化，本次英特爾硬件調(diào)度器并不是直接把任務(wù)分配核心，而是加入了一層根據(jù)核心狀態(tài)時時更新的“評分系統(tǒng)”，更加精準(zhǔn)的為操作系統(tǒng)報告準(zhǔn)確的能力評估，從而進(jìn)行線程調(diào)度。那么這套系統(tǒng)是怎么做到的呢？

首先每個任務(wù)將分為4個等級，分別為Class 0~Class 4。

Class 0代表著P核心和E核心在執(zhí)行這個任務(wù)時每時鐘執(zhí)行指令數(shù)量基本一致；

Class 1代表著P核心比E核心在執(zhí)行這個任務(wù)時每時鐘執(zhí)行指令數(shù)量多；

Class 2代表著P核心比E核心在執(zhí)行這個任務(wù)時每時鐘執(zhí)行指令數(shù)量明顯多；

Class 3代表著E核心比P核心在執(zhí)行這個任務(wù)時每時鐘執(zhí)行指令數(shù)量少。

在把任務(wù)分級之后，再根據(jù)每個核心當(dāng)下的狀態(tài)進(jìn)行打分，選出最適合執(zhí)行這個任務(wù)的核心，Windows就會把這個任務(wù)分配給該核心運行。

等于說，英特爾線程調(diào)度器將會具備兩個過程，一是任務(wù)評級，二是核心評分，雙重保障正確的核心用于正確的任務(wù)，以達(dá)到更佳的性能狀態(tài)，另外，這還有助于提升能效比，MTL能否達(dá)到更高的能效比，除了“低功耗島”的效果外，英特爾線程調(diào)度器也是至關(guān)重要的一點。

全新的先進(jìn)封裝方式，重塑了整個架構(gòu)，讓芯片的設(shè)計更加靈活，使得Meteor Lake可以達(dá)到在性能和功耗方面的“既要又要”，就像拼樂高一樣，用戶需要什么就往上面加什么。獨特的低功耗島可以看到英特爾架構(gòu)師們的巧思妙想，短短兩代產(chǎn)品之后我們又看到了全新的設(shè)計思路，為消費級CPU再次帶來了變革。

LP E-core的加入，SoC Tile中的設(shè)計，獨立的NPU，全新的Intel 4工藝，Meteor Lake奠定了這之后英特爾CPU的架構(gòu)特點，加上英特爾在芯片領(lǐng)域多年的領(lǐng)先定位、重新奪回的制程優(yōu)勢以及對用戶側(cè)需求的深耕，Meteor Lake的實際表現(xiàn)將非常可期，繼續(xù)支撐摩爾定律向前發(fā)展。

最后，在發(fā)布日期方面，根據(jù)剛剛結(jié)束的Intel Innovation，Pat Gelsinger宣布Meteor Lake處理器將于今年的12月14日正式發(fā)布，個人預(yù)計明年年初將會有搭載Meteor Lake處理器的終端產(chǎn)品開售。