3D封裝來了，全民AI時代還會遠嗎？2023年9月19日，英特爾正式發表基於Intel 4製程製程的首個處理器平台－Meteor Lake。由於採用先進的Foveros 3D封裝技術，Meteor Lake實現了全新的分離式模組結構，將傳統的單處理器設計分為多模組設計，Meteor Lake的處理器將由運算模組、IO模組、SoC模組、圖形模組，透過全新的架構打造出能耗比更出色的處理器。

圖源：英特爾

可惜的是目前英特爾還沒有公開14代酷睿處理器的確切規格，相關的詳細資料估計要等另一場發表會再公開，預計時間應該是在10月份。不過，相對於新一代處理器的規格，Intel 4的各種變化更讓人在意，這是英特爾繼12代酷叡之後，又一次對處理器的結構進行大刀闊斧的改變，甚至引入了許多傳統PC處理器所沒有的新功能。

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在AI大模型成為熱門之後，英特爾或許是所有PC處理器廠商中跟進速度最快的，在14代酷睿處理器中，我們就已經看到了為AI準備的神經網路處理單元（NPU）。早前，英特爾就公佈了多個基於處理器設計的AI大模型，其中就有針對低功耗處理器設計的模型，讓用戶可以在本地部署小規模的AI，處理一些文字工作。

而在14代酷睿處理器之後，PC處理器也將進入一個新的紀元。

全新架構，新在哪裡？

傳統的PC處理器基本上是單核心結構，少數處理器會在一個基板上放置兩個晶片，組成一個處理器，但是從晶片本身來看，依然是延續了傳統的晶片設計方法，只是將兩顆晶片合而為一。

而Meteor Lake架構則採用了分離式的模組設計，所以，雖然掀開頂蓋你依然只會看到一個晶片，實際上晶片裡封裝了四個獨立模組，它們共同組成一個處理器。其中，運算模組就是以前的處理器核心，內建最新一代的能效核能核，透過製程製程及微架構的更新，進一步強化了效能，帶來更高的能耗比。

圖源：英特爾

圖形模組則整合了英特爾銳炫圖形架構，因為採用了單獨的模組設計，所以英特爾能夠將更大的GPU封裝到晶片中，Meteor Lake處理器的核顯性能達到獨顯級別，將支援光線追蹤核Intel XeSS。

IO模組，從功能上來看升級是最小的，整合了雷電4協定和PCIe Gen 5.0，基本上與上一代相同。

最後來看看SoC模組，這是Meteor Lake處理器本次更新最大的變化，在SoC模組中英特爾採用了全新的低功耗島嶼設計，整合了神經網路處理單元（NPU），新的低功耗能效核，進一步優化節能與性能間的平衡。SoC 模組還整合了記憶體控制器、媒體編解碼處理和顯示單元，支援8K HDR 和AV1 編解碼器以及HDMI 2.1 和Display Port 2.1 標準，還支援Wi-Fi 、 Bluetooth和Wi-Fi 6E。

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這是NPU單元首次被封裝進英特爾的PC處理器中，作為神經網路效能特化的處理單元，NPU的加入可以讓14代酷睿處理器擁有遠超以往所有處理器的AI效能。當然，這並不是代表以前的處理器就沒有AI效能，只不過當時的邏輯是用CPU和GPU的算力，透過演算法強行模擬計算，優點是適配性強，缺點則是能耗比低且大量佔用CPU和GPU的算力，導致用戶的正常使用體驗受限。

而在NPU加入後，處理器就可以將AI功能相關的效能呼叫交給NPU解決，CPU和GPU的算力僅作為輔助和後備，讓用戶在運行AI功能的同時不會影響電腦的正常使用。隨著ChatGPT等AI大模型的崛起，AI正在成為我們日常生活的一部分，然而當下的AI普遍都運行在遠端伺服器上，不僅會帶來資訊外洩的風險，還縮小了適用範圍。

圖源：英特爾

如果我們想讓AI變成真正的隨身助手，提高PC等個人終端的AI性能就成為迫在眉睫的問題，利用NPU的算力，我們可以輕鬆在本地部署小型AI模型，而不需要再藉助獨立顯示卡等高功耗的硬件，而且可以更輕鬆地移植到行動端，讓隨身行動裝置的AI語音助理也擁有更強大的智慧。

先前並非沒有人想過將NPU加入處理器中，但是受限於各種問題，最終都無法成功在處理器中開闢出一個新的版塊來放置NPU，那麼英特爾又是怎麼做到的？

3D封裝來了

Meteor Lake處理器誕生的背後，離不開英特爾的新一代3D封裝技術－Foveros，雖然早在2020年就已經在行動處理器上實驗過，但是當時的技術尚未完全成熟，所以Lakefield也成為過去三年裡英特爾唯一的3D封裝PC處理器。

圖源：英特爾

何為3D封裝？打個比喻，傳統的2D封裝就是搭建平房，而3D封裝就是搭建雙層住房，在原先的晶片上層透過特殊方式再增加一個承載層，並將NPU等額外的模組放入其中，相較於傳統的分開封裝，3D封裝可以在保證處理器大小不變的同時提供更高的連接頻寬和更低的延遲，從硬體層面保證效能體驗的一致性。

透過封裝技術的改進，英特爾如今已經可以實現高良率的3D封裝，換言之就是成本更低了，這也是Foveros能被應用在PC處理器上的主要原因，此前Foveros一直都活躍在單價更高的伺服器處理器市場。

圖源：英特爾

在改良3D封裝技術的同時，英特爾也在研發新的基板材料，用來取代在2020年末就已經達到物理上限的有機基板，新一代玻璃基板將擁有更高的電晶體承載能力，具體卓越的機械和物理性質，基於光學特性還能提供遠超上一代基板的封裝數量，預計在2030年可實現單一封裝繼承1兆個電晶體的設計。

新一代基板+新一代封裝技術，英特爾正在挑戰PC處理器的新上限。

分離式模組設計、3D封裝、玻璃基板，一連串的名詞看起來高大上，但對我們又有什麼影響呢？身為消費者，我們會在14代酷睿處理器上得到怎樣的效益呢？實際上，所有改進都離不開兩個字“性能”。

當然，這與我們傳統想像中的主頻提高，或許有些許不同，從先前曝光的資訊來看，14代酷睿處理器的主頻提升並不算大，但是在多核心效能、視訊轉碼等方面的效能表現則遠超上一代，其背後就是SoC模組、圖形模組等獨立模組的功勞，隨著處理器轉入分離式設計時代，傳統的主頻高低已經不能代表處理器的全部性能。

圖源：英特爾

SoC、圖形、計算三大模組相互獨立，企業也可以根據用戶的需求對處理器的性能與功能進行更精準地定制，讓用戶可以選擇更適合自己的處理器。長遠來說，這可能會改變未來的PC市場，例如強化運算模組，可以搭配配置了獨立顯示卡的高效能PC，強化圖形模組則可以搭配對視訊轉解碼效能需求高的PC，強化SoC模組，則可以製作成AI特化處理器。

當然，暫時我們還是會延續現有的軌跡，透過不同的型號來區分性能，想要更好的性能，那就只能掏更多的錢了。不過，14代酷睿處理器已經拉開了這道大門，向我們展示了一個嶄新的世界。