日前，英特爾發布了新一代的處理器Lakefield。關于性能上的提升，我們不去過多描述。我們來談一下他們在設計上的改變。
據wikichip報道，Lakefield對于所引入的技術及其所帶來的挑戰也具有重要意義。
盡管異構多核芯片在移動領域并不是新事物，但在x86領域卻是新事物。Lakefield是首批具有兩種完全不同的核心體系結構的x86產品。其動機與Arm的big.LITTLE架構非常相似，可以利用高吞吐量的工作負載是的高能效內核享受更高的電源效率，而大型內核則可以達到峰值性能。同樣，對于復雜的工作負載，強大的OoO核心可以在需要時提供更高的性能。至少從理論上講，這種動機也應適用于其他類型的產品，例如同時提供高單線程性能和高吞吐量性能的服務器部件。Lakefield與Arm的傳統big.LITTLE架構有所不同，因為Tremont核心絕非“小”（例如，A55）。它們是功能強大的亂序內核。但是，盡管它們的峰值性能有所下降，但它們確實提供了比英特爾大內核更好的性能/性能。
除了硬件之外，還需要 advanced scheduling 才能做到這一點。有趣的是，根據SoC提供的反饋，Windows能夠很好地遷移工作負載。如果英特爾希望在更多產品組合中使用該技術，那么正確實現這一點至關重要。話雖如此，Lakefield還是做了妥協。為了簡化流程遷移，Tremont內核和Sunny Cove內核都減少到具有對稱ISA支持的最小公分母。這意味著Sunny Cove核心上不支持AVX，AVX2和AVX512（Ice Lake中 Sunny Cove核心的一大優勢）。盡管它使內核之間的工作負載遷移變得簡單，但它錯過了過去十年中引入的許多出色的矢量指令。
在2009年的HPCA論文中，英特爾提出了許多算法和操作系統增強功能，這些功能和增強功能將允許具有重疊但不相同的指令集的異構內核正常工作。這種支持可能使將來的Lakefield芯片在小內核上最多支持SSE 4.1，同時在大內核上提供完整的AVX512支持。
在英特爾2018年架構日，為Tremont的后繼者Gracemont提到的路線圖要點之一是“ Vector Performance”。矢量性能可能意味著許多不同的事物，并且可能的選擇是AVX支持。在小型內核上引入AVX有點奇怪，但是它將對所有內核的ISA支持升級到他們選擇支持的任何AVX擴展。
Tremont上沒有大的矢量支持，這是核心占用極少硅面積的部分原因。實際上，按照他們目前的設計，整個Tremont集群的大小幾乎與單個Sunny Cove核心的大小相同。四核Tremont集群應接近或可比四核Haswell組的整數性能，同時提供更高的功率效率。這些是相當不錯的PPA數字。Lakefield的整個計算芯片僅占82平方毫米，采用最新的第二代（10nm +）工藝封裝了40.5億個晶體管。
Lakefield封裝是另一個亮點。該芯片利用英特爾的Foveros技術將計算芯片3D堆疊到基本芯片上。為了利用公司最新的高密度高性能晶體管，計算芯片在10nm +上制造，而基礎芯片則在22FFL上制造。
22FFL是英特爾公司對成本敏感的低功耗工藝，可用于制造許多待機邏輯電路和其他可從低泄漏晶體管中受益的模擬I / O電路。例如，在Lakefield，所有PCIe PHY已從計算芯片移至基本芯片。Lakefield的基礎裸片比計算裸片稍大，僅占92mm?，封裝了6.5億個晶體管。
散熱是3D堆疊中的一個巨大的挑戰。這不僅僅因為Lakefield可以做到7 W的功耗表現，其實這個問題沒有產品都無法幸免。如果要在高性能應用中引入3D堆疊，必須進行優化以實現更好的散熱效果。而Lakefield已經引入了許多優化措施來幫助散熱。鑒于Lakefield的計算芯片有效地夾在POP內存和基礎芯片之間，因此確保熱量能夠有效地釋放計算芯片的性能顯得非常重要。
在這些技術中，英特爾推出了一種新的熱粘合流程，旨在消除計算芯片和DRAM內存之間的熱氣。另外，為了確保適當緩解熱點，許多物理設計工作也投入到了工作中。厚金屬層也用于改善導熱性。們希望在封裝和硅片上看到更多此類優化，以改善未來器件的散熱空間。
