作为酷睿品牌焕新后的第一代 Ultra 系列产品，Meteor Lake 承载了英特尔对 PC 产业、AI 技术以及芯片技术等多个层面的期待，在 Intel 4 制程、分离式架构设计、专用 AI 单元等特性的加持下，Meteor Lake 也注定会成为 CPU 发展史上的里程碑式产品，在 Meteor Lake 发布的第一时间，我们一起来快速了解一下这颗处理器的更多细节。
新增 SOC 模块，分离式模块设计理念下的神来之笔
所谓分离式模块，就是在设计阶段，将不同的功能单元独立成片，用不同的工艺制造后再封装到一起，这是 Meteor Lake 在设计理念上的巨大革新，英特尔在处理器上集成了 GPU 模块、SOC 模块、IOE 模块和计算模块，利用 Foveros 3D 封装工艺，将所有的模块整合到一起，最终形成了初代酷睿 Ultra 处理器。
再一次引领CPU技术变革，英特尔 Meteor Lake 架构解析
分离式模块的最大特点是灵活，不同的模块可以采用不同的工艺制程，每个模块的面积都会更小一些，晶圆的良率也随之提升。在对处理器产品进行系统规划的时候，可以根据需求快速定制产品，给处理器带来更高的集成度。
再一次引领CPU技术变革，英特尔 Meteor Lake 架构解析
在分离式模块的理念下，英特尔除了将计算模块、IO 接口、图形三大模块独立出来之外，还引入了名为 SOC 模块的全新单元设计，在 SOC 模块中，Meteor Lake 带来了名为低功率计算岛的 E-core（LP E-core）和NPU AI 加速引擎，此外，显示、WiFi、蓝牙、媒体、内存控制器等也集成在了 SOC 中。
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SOC 模块担负着提升 Meteor Lake 能效比的关键任务，它集成的两颗低功耗能效核与计算模块中我们熟悉的能效核（Crestmont）、性能核（Redwood Cove）一起，共同组成了“3D 高性能混合架构”的结构，英特尔和微软通过一系列的算法，让英特尔硬件线程调度器和 Windows 操作系统配合，根据任务负载智能分配计算任务到不同的核心上。
同时，专门负责 AI 运算的 NPU 核心能够以更低的功耗处理持续的 AI 任务，比如视频会议试试抠图、语音降噪等。它可以与 CPU、GPU 配合，提升诸如 Stable Diffusion 等 AI 工具的运行效率。
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除了这两颗低功耗计算芯片外，SOC 还构建了两组新的总线，一条名为 NOC，另一条名为 IO fabric，两条总线是并行关键，最终会通过 NOC 实现与内存的数据传输。
这两条总线连接了整个 Meteor Lake 中的所有关键部件，是处理器内部的高速通道，它大大缩短了数据在处理器内部流通的距离。
在过去，处理器内部的通讯主要依赖于一条贯穿 CPU 各个组件的环形总线，电子的流转路径更长，并且每经过一个组件都会激活对应的功能区域，增加功耗，就像是没有捷径的地铁线路，从 A 点到达 D 点，一定要经过 B 点和 C 点，激活中间两点的每一个环节。
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而Meteor Lake 通过 SOC 的两条总线，将 CPU、GPU 以及 IOE 分离开，三个组件的数据传输只会通过 SOC 一个单元，尤其是不会无故激活功耗较高的 CPU 和 GPU 两个模块，在缩短传输距离的同时，优化了传输路径。相当于构建了一个高效的枢纽站点，让站站都停的普通列车变成了直达快速列车。
在低功率计算岛、NPU 以及两条总线的加持下，SOC 成功地将大部分日常应用“截胡”，用更低的功耗完成诸如视频播放、数据传输、显示输出等功能，从而提升了处理器整体的能效比。
全面的工艺革新，高端半导体技术的巅峰体现
对于广大普通消费者来说，每一次产品工艺的革新都能够带来实打实的体验提升。英特尔此前定下了四年实现五个制程节点，Intel 4 是这个目标中的关键一步，而 Meteor Lake 则是首款采用 Intel 4 制程工艺的处理器。
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简单来说，Intel 4 通过更先进的工艺、EUV光刻技术让处理器的晶体管密度更高、电阻更低、电子迁移寿命更长、制造流程更简单、制造步骤更少、连接结构标准化更高，在这些方面的共同提升下，Meteor Lake 实现了以往一个 TICK-TOCK 周期才能够达成的良率水平，并且能效比、电气效能都有大幅度提升。
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上面我们说过，Meteor Lake 采用分离式模块设计，每一个模块可以采用不同的工艺架构，Intel 4 这一次只在计算模块中应用，至多提供了 6P+8E 的内核，其它的模块则是采用其它的工艺技术，每一个模块制造并验证测试后，通过 Foveros 技术进行 3D 封装，形成最终的处理器产品。
在这个过程中，Foveros 3D 封装工艺至关重要。
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我们将时间线拉回到 2020 年，英特尔正式发布了首个采用 Foveros 3D 封装技术 Lakefield 处理器 i5-L16G7，这颗处理器由一个 Sunny Cove 核心和四个 Tremont 核心组成，处理器将采用了不同工艺制程的 Die、内存等通过 3D 形式堆叠在了一个仅 12mm×12mm×1mm 的芯片之中，大幅减少了笔记本的主板体积。
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在 Meteor Lake 上，Foveros 3D 封装技术是分离式模块设计理念实现的底层基础，它可以将不同工艺、不同功能的芯片封装在一起，并且能够实现极低功耗和高密度的电路连接。从 Meteor Lake 开始，英特尔也将从完整统一的芯片设计全面转向模块化的设计。
即便是今天回过头看，Lakefield 也是一款充满了未来感的产品，它预见了英特尔大小核结构、3D 封装技术的技术可能，为英特尔乃至整个 PC 产业探索了新的发展方向。
多元化的AI运算能力集合，英特尔全面赋能 AI on PC
今年上半年，以 ChatGPT 为代表的生成式 AI 吸引了全世界的目光，我们的工作和生活也已经处在被 AI 深度改变的过程之中。AI 的成熟不是一蹴而就的，英特尔早在 2018 年就提出了要在 PC 中引入 AI 技术，并且在同年推出了“AI on PC Developer Program” PC 人工智能开发者计划，而 Meteor Lake，将是首款集成了人工智能加速引擎的（NPU）的处理器。
再一次引领CPU技术变革，英特尔 Meteor Lake 架构解析
在 SOC 模块中，英特尔集成了这颗名为 NPU 的加速器，其拥有两个神经计算引擎，在运行 AI 任务时，它的效率比纯 CPU 运算高了 8 倍，英特尔提供了完善的软件接口、编程接口支持，能够让各种各样的 AI 应用直接运行在 NPU 上面。更有意思的是，这颗 NPU 是可以在 Windows 任务管理器中看到的一颗芯片，我们可以在使用 AI 的时候实时看到它的负载情况。
NPU 并不是英特尔在端侧 AI 提供的唯一能力，很早以前，英特尔就提出了它的 XPU 战略，XPU 意味着英特尔将综合利用 CPU、GPU、NPU 等核心来承载 AI 算力，把 AI 看做综合性的复合任务，让开发者自行选择最适合的架构进行开发。
再一次引领CPU技术变革，英特尔 Meteor Lake 架构解析
我们曾经报道过英特尔在轻薄本上直接运行 Stable Diffusion 的消息，这一次英特尔用纯 CPU、纯 GPU 以及 NPU 辅助加速进行了性能和功耗的对比。从测试结果可以清晰地看到，NPU 参与到 AI 运算过程中后，在运行效率上有巨大的提升。NPU+GPU 的组合，比纯 GPU 方案快了 3.2 秒，功耗也从 37W 降低到了 30W，NPU+CPU 的组合，更是将时间缩短了一半，功耗仅为纯 CPU 的25%。
再一次引领CPU技术变革，英特尔 Meteor Lake 架构解析
英特尔根据这三个芯片的 AI 的运行特性，做出了明确的分工，NPU 更适合持续性的 AI 任务，比如摄像头背景模糊，GPU适合追求高并发性、高带宽的AI任务，比如 Stable Diffusion，CPU 则适合需要更快响应速度的轻负载 AI。
总之，在 NPU 的加持下，Meteor Lake 的 AI 效能有了质的改变，让 AI 在 PC 上以更高效率运行成为了现实。
引领 CPU 技术变革，为 AI 新时代打下坚实基础
再一次引领CPU技术变革，英特尔 Meteor Lake 架构解析
看到这里，相信你对 Meteor Lake 的架构已经有了进一步的了解，也能够理解为什么英特尔会启用全新的酷睿 Ultra 品牌，这一代处理器将会带来更强的性能、更低的功耗表现以及前所未有的 AI 能力，这是过去十几年来 PC 行业从来没有过的巨大变革，也是 AI 时代 PC 发展的全新机遇。
Meteor Lake 在架构、工艺等多个方面交出了一个令人惊喜的答卷，搭载了 Meteor Lake 处理器的笔记本也将会在不久之后陆续上市，我们也会持续保持关注，为大家带来第一手信息。
