日前，Intel官方宣布了下一代低功耗移動平台Lunar Lake，也就是第二代酷睿Ultra的一部分(還有高性能的Arrow Lake)，現已量產，將在第三季度正式發布上市，20多家廠商的80多款筆記本新品蓄勢待發。

現在，Intel完全公開了Lunar Lake的架構設計細節，涵蓋模組化結構、封裝製程、P性能核、E能源效率核、混合架構與執行緒調度、GPU核顯、NPU AI引擎、平台連接等部分。

我們逐一來看。

【模組化與封裝】

首先說一句，Intel尚未明確公佈Lunar Lake的製造工藝，目前第三方說法是主要採用台積電N3B，也就是台積電第二代3nm。

不過Intel強調，如今的處理器設計理念是架構、製程彼此99％的解耦分離，不再互相依賴，可以各自獨立推進路線圖。

Lunar Lake延續了Meteor Lake的分離式模組化設計，但又截然不同，首先是簡化為計算模組(Compute Tile)、平台控制器模組(Platform Controller Tile)兩大部分，角落裡還有個填料模組( Filler Tile)，沒有實際電路和功能，只是將整體湊成一個方形以確保結構強度。

它們透過底部的基礎模組，結合Foveros封裝工藝，組合在一起。

其次，Lunar Lake也整合封裝了兩顆記憶體。

計算模組內包含最多四個P核心、最多四個E核心、GPU核顯、媒體引擎、顯示引擎、IPU影像處理單元、NPU AI單元、NOC、MSC(記憶體側快取)等。

其中，MSC緩存最大容量8MB，獨立於二三級緩存，主要用於IO引擎的快取配合，可減少對系統記憶體的依賴，提升延遲與頻寬。

平台運算模組則包含PCIe 5.0/4.0控制器、雷電4控制器(無雷電5)、USB控制器、Wi-Fi與藍牙控制器、安全引擎等。

注意，Meteor Lake上的超低功耗E核取消了，因為它改變了模組組合，並且引入了新的「低功耗島」(Low Power Island)，不再是單一物理模組管理節能，而是將是所有可節能的模組納入統一管理，整體按需開關，效率更高。

運算模組內部透過Home Agent、Coherency Agent等連接主要單元，平台控制器模組內部也有IO Coherency，確保彼此一致性地高效通訊。

而在兩大模組之間，透過可擴展的第二代交叉總線，以及D2D介面進行彼此互連，這相比Lunar Lake的四大模組更加簡單高效。

這是Intel第一次在處理器內部封裝整合內存，稱為“Memory on Package”，也就是“封裝級內存”(MOP)。

它採用的是LPDDR5X規格，最高頻率8500MHz，每顆晶片四個16-bit通道，總容量最高32GB。

官方表示這種設計可以節省40％的功耗，並節省多達250平方毫米的主機板面積，從而可以顯著提升電池續航，並留出空間給筆記本的其他設計。

但要注意，Lunar Lake筆記本不再支援獨立的SO-DIMM內存，不能擴展和升級。

值得一提的是，Lunar Lake也設計了全新的獨立電源管理單元，總共四組，可以提供更多供電電路，動態調節電壓。

【P性能核與E能效核】

這是P核結構簡圖，代號Lion Cove，在微架構上進行了全面的徹底改進，大幅提升IPC並增強可擴展性，優化了每瓦性能(尤其是單線程)，以及單位面積的性能。

它共有多達18個執行端口，吞吐量和效率更高，預測寬度也提升了8倍。

快取系統大為增強，每核心一級資料快取48KB，一級指令快取192KB，二級快取最多達2.5MB(Arrow Lake上最多3MB)，同時所有核心共享最多12MB三級快取。

頻率控制也更加精細，間隔從100MHz大幅縮小到16.7MHz，效果自然是能源效率更高。

官方宣稱，新性能核的IPC性能比上代有著平均14％的提升，而且功耗越低，提升越明顯，超低功耗下可達18％。

如果頻率也能進一步提升，性能自然會更好，這一點要到後續公佈具體型號規格的時候才知道了。

E能源效率核代號Skymont，也是全新設計的，號稱Intel最節能的架構。

它重點擴展了工作範圍、提升了多線程效能，也提高了整體的擴展性，以及加強預測以快速尋找指令、調度端口增至26個、隊列加深以更快並行處理、分配和回退加快等等，

透過四個128位元FP浮點單元和SIMD向量單元，帶來了兩倍的向量效能和AI吞吐量，可以更好地執行VNNI，對於AI PC的整體表現提升有很大裨益。

快取機制與P核心截然不同，每個核心有32KB一級資料緩存，所有核心共享最多4MB二級緩存，沒有自己的三級快取。

單執行緒效能可以在1/3的功耗下，平均提升多達68％，最高可接近翻倍。

多執行緒效能方面，四個E核心組成一個集群，相較於Meteor Lake上的雙核心集群，只需要1/3的功耗，就能帶來2.9倍的效能，單純比較效能更是最高可以帶來驚人的4倍提升。

P、E核組合，前者峰值性能提升超過50％，後者能源效率提升20-80％，可以更靈活地適應對高性能、低功耗等不同應用場景的需求，覆蓋各種能源效率範圍。

針對混合架構的調度，Intel 12代酷睿就引入了硬體執行緒調度器(Thread Director)，Lunar Lake上進行了全新升級，結合作業系統的調度器，帶來了動態的調度策略、增強的演算法、更精細的控制等。

還設置了作業系統隔離區，加強了電源管理，可以將應用程式能效降低多達35％。

P核和E核之間，只要工作負載合適，就會首選分配給單一P核，多執行緒負載時擴展到其他能源效率核，並按需導向性能核。上圖就是Office辦公室下的核心調度實例。

此外，Intel也給予了OEM廠商更大的彈性，可以選擇設定效能模式、能源效率模式。

【GPU核顯】

Lunar Lake的核顯升級為第二代Xe2微架構，也就是和即將發布的Battlemage獨立顯示卡是同宗同源的，只是針對低功耗、高能效進行了最佳化。

Xe2 GPU架構引進了8個第二代Xe2核心、全新的XMX引擎(INT8整數操作每秒4096和FP16浮點操作每秒2048)、最多8個更強的光追單元、更大的XeSS核心、 Xe2向量引擎(優化能效和AI性能)、8MB二級快取、eDP 1.5視訊輸出等等。

官方稱其性能提升了多達50％，AI算力也高達67TOPS。

全新的媒體引擎支援AV1硬體編解碼、H.266/VVC視訊硬解碼。

其中VVC，一如之前從H.264到H.265/HEVC，可以在保持同等畫質的前提下繼續降低碼率、文件體積，並支持自適應分辨率碼率，更加靈活，還支持屏幕內容編碼流(SCC)、360度全景碼流。

顯示引擎支援HDMI 2.1、DP 2.1、eDP 1.5，最多三個螢幕，其中eDP 1.5自然是配合筆記本自帶螢幕，可以更好地適應螢幕自刷新以進一步節能，使用提前傳輸進行選擇性的顯示內容更新。

【NPU AI引擎】

NPU AI單元別看是第二次獨立提出，但是按照Intel的技術演進，號稱已經是4.0版本(背刺隔壁第三代)，在設計理念上增加大小以適應下一代AI負載，提升頻率和能效，並針對現代AI進行最佳化以高效地運行新的大語言模型和Transformer。

NPU 4配備了6個神經運算引擎、12個增強的SHAVE DSP、能源效率優化的MAC陣列，帶來了2倍的頻寬和48TOPS的算力，峰值效能提升可多達4倍。

相較於AMD Strix Point也就是銳龍AI 300系列的第三代NPU，算力略遜了一籌，後者達到了50TOPS。

Lunar Lake處理器的整體算力將達到120TOPS，其中NPU適用於持續性的AI負載，能源效率非常高，GPU適合高效能的遊戲和創作AI應用，CPU算力只有5TOPS，適合輕型、通用型AI負載。

AMD尚未公佈銳龍AI 300系列中CPU、GPU的算力，整體孰強孰弱還有待觀察。

【平台連接】

IO與連接方面，Lunar Lake提供最多四個PCIe 5.0、四個PCIe 4.0匯流排通道，可連接兩塊SSD，或一塊SSD和其他擴充。

無線升級到了Wi-Fi 7(5G Gig)，最高速率達5.8Gbps，還有藍牙5.4。

當然更少不了Intel獨家的雷電4，頻寬40Gbps，最多三個連接，而且支援新的雷電共享技術，可以在不同PC之間快速分享、傳輸、控制。

【產品上市】

這就是Lunar Lake在架構設計上的主要情況了，可以說進步是方方面面的，就看最終的實際效能表現了。

Intel已經向廠商和開發者提供一個迷你機形式的開發套件，但沒有公佈具體情況，而且Intel也不再做NUC迷你機了，殊為可惜。

今年第三季開始，我們將看到超過20家廠商的超過80款Lunar Lake筆電陸續上市。

AI PC應用也快速豐富起立，Intel平台上已有100多家廠商的300多個AI軟體功能，優化的大模型也已超過500個。

Intel預計到2027年，將近60％的新PC，都會是AI PC。

M eteor Lake第一代酷睿已出貨800多萬顆，產品設計超過230款，遍布48個國家和地區。

Lunar Lake之後，今年晚些時候，我們將看到高性能的Arrow Lake，同樣基於Lion Cove、Skymont混合架構，但更加強大，並首次採用Intel 20A製造工藝。

明年，我們還會看到下一代Panther Lake，再往後則是Nova Lake…