MIX Fold3包裝盒泄露 新機本月登場
小米的全新折疊屏旗艦MIX Fold3將于本月發布，近日該機的真機包裝盒在網上泄露。從圖上來看，新的MIX Fold3包裝盒在外觀設計方面延續了之前的方案，變化不大，這也是目前小米旗艦
此前，我們對英特爾Panther Lake處理器的架構以及核心IP設計做了比較全面的分析，了解了其在能效、性能方面的表現以及CPU、GPU、NPU、IPU等計算單元的新特性以及升級點。
不過在一些細節技術層面，如封裝、分支預測、線程調度、電源管理、GPU/NPU計算單元技術細節等方面未進行深入探究，所以才有了這篇Panther Lake的“技術細節補完”內容。
作為Intel 18A制程工藝打造的首款移動端處理器平臺，Panther Lake汲取了上一代Lunar Lake的高能效和Arrow Lake的高性能優勢，在CPU和GPU性能方面相較上一代產品均提升了50%，這樣的性能進步在近年來的移動端處理器領域極為罕見，同時其在性能大幅提升的情況下，依舊保持出色的能效體驗，可以說是展現出了Intel 18A制程工藝的核心優勢。
Intel 18A制程工藝的核心優勢來自于兩大關鍵技術突破
那么肯定會有朋友存疑——Intel 18A制程工藝的核心優勢到底是什么？
其實答案就是兩大關鍵技術的突破：RibbonFET全環繞柵極晶體管技術以及PowerVia背面供電技術。
了解半導體芯片的朋友都知道，性能提升其實簡單來說就是來自于晶體管密度的不斷增加。但是對于芯片廠商來說，在提升晶體管密度的同時又要不斷縮減芯片面積，這就造成了高制程節點下良率、供電/漏電、發熱等層面的巨大挑戰。
Intel 18A制程工藝之所以能夠在1.8nm制程下通過晶體管密度提升提高性能的同時，還能夠獲得良好的能效表現，正是在確保良率的基礎上，通過RibbonFET全環繞柵極晶體管技術以及PowerVia背面供電技術解決了供電、漏電、發熱等棘手問題。
另外在10月初筆者受英特爾邀請前往美國亞利桑那州鳳凰城參觀英特爾Fab52晶圓廠時，已經看到有ASML光刻機正在量產Panther Lake芯片，這意味著其良率已經達到了正式投產的要求。而且Intel 18A現階段的良率其實已經高于英特爾在過去十五年推出的制程節點。
回到兩大關鍵技術，RibbonFET全環繞柵極晶體管實現了全環繞柵極（GAA）架構，以垂直堆疊的帶狀溝道，提高晶體管的密度和能效，實現電流的精準控制，在實現晶體管進一步微縮的同時減少漏電問題發生。
通過下圖可以看到，沿用多年的FinFET晶體管單個鰭片為三面通電，而RibbonFET全環繞柵極晶體管每一個鰭片實現了四面全包圍通電，漏電率顯著降低的同時，整個晶體管體積得到大幅縮減。
晶體管作為半導體芯片為關鍵的元件，會直接對性能產生影響，積熱造成的處理器頻率下降是影響性能體驗為直觀的因素。
而半導體芯片性能提升又與晶體管密度關系密切，不斷縮小的芯片面積與不斷增加的晶體管密度看似是一組矛盾因子，因此需要RibbonFET全環繞柵極晶體管這樣的技術突破來沖破壁壘，確保更高晶體管密度下的性能釋放不被電流和溫度所影響。
PowerVia背面供電技術則是對芯片制造進行了全面革新，越來越多的使用場景都需要尺寸更小、密度更高、性能更強的晶體管來滿足不斷增長的算力需求，但混合信號線和電源一直以來都在“搶占”晶圓內的同一塊空間，從而導致擁堵，并給晶體管進一步微縮增加了難度。
PowerVia背面供電技術通過將粗間距金屬層和凸塊移至芯片背面，并在每個標準單元中嵌入納米級硅通孔 (nano-TSV)，以提高供電效率。這項技術實現了ISO功耗效能高提高4%，并提升標準單元利用率5%至10%。
得益于兩大關鍵技術的突破，首個Intel 18A制程處理器Panther Lake真正實現了芯片性能、密度和能效的顯著提升。
封裝
制程技術突破，為Panther Lake打下了很好的基礎，但想要真正發揮制程技術優勢，少不了先進封裝技術的支持。2023年9月，筆者受英特爾邀請參觀了其位于馬來西亞檳城的PG8、PG15、PG16三個封裝廠區，以及位于居林（Kulim）的DSDP/SIMS工廠，全面了解了英特爾在2D和3D封裝技術領域的硬核實力。
本次推出的Panther Lake可以說是英特爾先進封裝技術的得意之作。
首先，英特爾通過EMIB-M 2.5D技術，幫助自家新一代處理器實現了關鍵性能突破：一方面縮小了Bump pitch（凸塊）的間距，并且提升了Bump density，也就是密度，另一方面還顯著的降低了芯片間C2C的功耗含量，增強了信號的完整性和效率。
同時，英特爾通過Foveros Direct 3D封裝技術（Panther Lake使用到的是Foveros-S 3D封裝），將以往的凸塊直連改變為銅對銅的混合鍵合，其好處是帶來了更高的密度、更低的延遲、更低功耗的互連，這也是未來大規模系統級集成的核心技術。
另外尤其是用在服務器方面，它可以為更大面積的芯片，更大規模的互連帶來極大好處，比如與Panther Lake一同推出的288核小核的Clearwater Forest，也就是至強6+處理器上，這項封裝技術實現了量產。
Panther Lake主要使用了Foveros-S 2.5D封裝技術，各個功能模塊和被動基礎模塊相連，充分發揮其在高密度、高能耗場景下的優勢。
此前我們在Panther Lake技術解析文章中介紹了它的全新性能核以及能效核架構，本文不再贅述。下面我們從性能核和能效核的相關技術優化，來聊聊Panther Lake的性能為何會有50%的提升幅度。
性能核優化
首先我們來看看性能核的相關技術優化。
分支預測
其實除了核心架構之外，分支預測是現代處理器提升性能的核心技術指標之一。優秀的分支預測可以減少流水線停頓、優化指令預期和緩存命中，應對復雜控制流，并且可以對編譯器與代碼進行優化。
Panther Lake的分支預測并非推到重來，而是在前代Lunar Lake引入分支預測新算法的基礎上，進行了深度迭代與優化，目的是讓分支預測效率更高。同時Panther Lake的分支預測準確度也得到了進一步提升。
了解處理器技術的朋友都知道，分支預測的核心在于CPU預判程序執行路徑中可能出現的分支，并提前做好準備。這包括預測分支的走向，以及能夠多快地將預測結果反饋給CPU核心流水線。
在Panther Lake這一代的分支預測方面，相比Lunar Lake而言，首先在預測準確性上有了進一步提高，另外分支預測的延遲也大幅度縮短，這意味著CPU能夠將更少的時間花費在預測和修正的開銷上，而將更多的時間投入到真正有用的計算任務中，從而顯著擴大有效計算時間的占比。
終結果就會直接體現在用戶能夠直觀感受到的CPU性能顯著提升。
內存消歧
除了分支預測之外，在針對內存密集型負載時，Panther Lake的內存消歧技術也會對其性能體驗的提升有明顯的助力。
從傳統層面來講，CPU在處理內存讀寫操作時，往往需要嚴格遵循指令的順序。例如，一個讀取操作可能依賴于前一個寫入操作的結果，或者多個操作指向同一內存地址時，必須按序執行。這種嚴格的依賴關系導致內存單元經常處于等待狀態，使得內存帶寬的利用率低下，無法充分發揮硬件潛力。
而內存消歧技術的核心在于，它能夠智能地預測并打破這種表面依賴關系，允許CPU的多個執行單元進行亂序（Out-of-Order）或并行的內存讀寫操作，從而充分利用內存帶寬。
當然，在實際代碼中，真正的內存依賴關系依然存在。內存消歧技術的高明之處在于，它能精準預測哪些操作可以并行執行，哪些存在真實依賴。一旦預測錯誤或檢測到實際沖突，它能以極快的速度進行恢復，以確保程序的正確性。
通過這種機制就能夠顯著提升CPU與內存之間的帶寬利用率。這部分內存消歧在Cougar Cove上，相比前代Lion Cove做了更好的提升，消歧技術性能更可靠，細節更準，并且恢復更快。
TLB增強
此外，英特爾對Panther Lake進行TLB升級。TLB簡單理解就是一種緩存，其本質上是CPU內部虛擬地址到物理地址的映射緩存。對于混合型工作負載，TLB至關重要。
它避免了CPU頻繁訪問系統內存進行耗時的頁表遍歷，而是將常用的地址映射預先存儲，實現快速查找。這極大地加速了內存訪問，顯著提升了復雜場景下的性能。
這一次在Panther Lake里，英特爾實現了1.5倍的TLB容量提升，這一點得益于Intel 18A先進制程以及PowerVia這些關鍵技術，將TLB做到50%的容量擴容，對現代性的復雜性工作負載來說體驗會更好。
另外，Panther Lake性能核其實還能夠做到16.67MHz的精準時鐘頻率間隔，這意味著內部能夠實現更精細的性能與能效調控，從而提供更快速的響應和更精確的核心性能與功耗管理。
能效核優化
與性能核一樣，能效核的分支預測能力以及內存消歧也得到了相應增強，這里就不再贅述。
動態預取器控制
首先我們來聊聊動態預取器控制。
預取器的核心作用是預測CPU即將需要的數據和指令，并提前將其從內存加載到緩存中，以確保執行單元能夠持續高效工作，避免因等待數據而產生的空閑。
而動態體現在，Panther Lake的預取器能夠根據當前的工作負載類型和實時變化，智能地調整預取策略。這不僅能大限度地保持執行單元的繁忙狀態，提升性能，還能在某些場景下，通過優化預取行為，有效降低不必要的功耗。
Nanocode
Nanocode可以理解為比傳統Microcode更底層的微操作指令。Microcode通常面向CPU的邏輯模塊，定義了如何執行一條復雜指令。而Nanocode則將Microcode進一步分解，直接面向前端的硬件執行小單元，例如一個獨立的加法器或加載單元。這種更細粒度的控制，使得Panther Lake能夠更精準、更靈活地調度硬件資源。
舉例來說，當某個執行單元因Microcode的粗粒度定義而無法充分利用時，Nanocode能夠打破這種限制，將任務的細小部分分配給當前空閑的硬件單元。通過這種方式，Panther Lake大幅提高了硬件資源的利用率，進而顯著提升了整體性能并降低了CPU的執行延遲。
另外相比前代Arrow Lake平臺來說，Panther Lake的Nanocode可以覆蓋的應用場景更多。以前可能只針對某幾種類型的負載，但是在Panther Lake更加豐富，這意味著在更多應用場景下，Panther Lake能夠充分釋放能效核的性能與低功耗優勢。
GPU部分
作為移動端平臺來說，Panther Lake的iGPU部分也是相當令人期待，畢竟Lunar Lake的銳炫140V/130V核顯帶來了極其驚艷的圖形性能表現，甚至讓輕薄本、商務本都具備了1080p分辨率、中低畫質下運行3A游戲的能力，這一變化徹底改變了輕薄本、商務本的應用方式。
而Panther Lake的GPU采用了全新的Xe3架構，新增支持了多幀生成技術，核心規模也得到大幅度拓展，所以明年Panther Lake產品上市之后，圖形性能應該會給大家帶來極其驚喜的表現。
下面咱們看看為什么我們會如此期待Panther Lake的iGPU的表現。
這次Panther Lake的iGPU優化主要是擴展性層面的提升，這使其核心實現了更大的規模。單個渲染切片多包含的Xe核心達到了6個，頂配型號擁有12個Xe核心，這種核心規模的升級對于GPU而言就是直接的性能提升手段。
同時，Panther Lake把GPU模塊從計算模塊中分離出來，所以核心規模的配比上相比以往會更加靈活。首發有4核和12核，后續隨著型號的豐富，其實Xe核心的數量會非常靈活。不像以往設計在計算模塊中無法更改。
同時，12核心GPU還提供了更大的二級緩存容量，由此前的8MB提升到16MB，更大的L2緩存可以減少約17%到36%的對主內存的訪問次數，通過更低頻次的內存訪問，提供更流暢的體驗。
核心規模拓展加上L2緩存擴容之外，關鍵計算單元的性能優化也是Panther Lake iGPU體驗提升的關鍵一環。這里包含了第三代Xe核心、更強的光追單元、更好的矢量引擎以及更出色的圖形專用硬件管線。
在Xe3核心中，提供了8個512位矢量引擎和8個2048位XMX引擎，并且將L1緩存增加了三分之一，賦予了Xe核心更強大的性能。
在Xe矢量引擎中，線程數增加了25%，還添加了可變寄存器分配。通過增加線程數和可變寄存器分配，英特爾有效提升了Xe矢量引擎的使用效率，使得相同的硬件能夠支持更多、更快的負載。同時，Panther Lake的iGPU支持原生FP8反量化，以及SIMD16原生ALU、三路并發、擴展數據指令集與FP64，并支持Xe矩陣擴展。
此外，這一代iGPU在AI算力方面直接提升到了120TOPS，巨大幅度的提升來自于XMX AI加速引擎。其每個時鐘周期可執行1024個XMX TF32操作，支持2048個XMX FP16/BF16運算，4096個XMX INT8運算和8192個XMX INT4/INT2運算，這些都比上一代有了顯著提升。
在光追單元方面，這一代開始支持異步光線追蹤的動態光線管理。其實在光線追蹤中具挑戰性的是管理大量光線，當光線過多導致硬件單元無法及時處理時就會發生擁塞。此時，GPU就需要一個更優的調度機制，能在擁塞即將到來時降低光線分發頻率，這自然需要高效的調度器設計。Xe3支持下一代異步光線追蹤的動態光線管理，可大幅提升光線追蹤負載下的性能。
GPU性能升級的另一大關鍵優化就是固定功能管線。其核心是英特爾為Panther Lake的GPU帶來了全新的URB管理器。
URB是一個存儲單元，用于GPU內部子單元之間的數據轉換和傳輸。在以往的URB設計中，即使只傳輸少量數據，也需要對整個URB進行同步，效率自然會比較低下。新的URB管理器設計允許對部分URB進行傳輸同步，高可支持2倍的異向性過濾，并使模板測試速率高提升2倍。
基于上述升級，Panther Lake的Xe3核顯性能非常讓人期待。
在CPU與GPU性能大幅提升的同時，Panther Lake在NPU、IPU、內存性能、無線連接能力等方面也有著極大程度的升級。而基于這些升級，英特爾也有意推動PC行業伙伴去打造支持高效AI智能體的全新業態PC產品。
通過強力的硬件以及豐富的軟件棧，構建本地AI智能體，讓電腦變得更加智能化，用戶只需要一條或幾條指令，就可以自動調用各類軟件完成復雜工作流，這可以說是非常領先的一種未來PC發展理念。
總體來說，Panther Lake作為Intel 18A制程工藝的首個處理器平臺，其整體表現相當值得期待。根據官方消息來看，預計明年1月份的拉斯維加斯CES上就會有搭載Panther Lake的新品亮相。
筆者近也接到了一些PC廠商的CES參展邀請，如果能夠成行的話，我會給大家在CES前方帶回第一手的Panther Lake新品報道。
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