英特尔近日宣布推出代号为Panther Lake的第三代酷睿Ultra处理器,这款基于Intel 18A制程工艺打造的客户端SoC正式进入量产阶段。目前该处理器正在亚利桑那州钱德勒市的英特尔Fab 52工厂生产,预计年底前开始发货,搭载该处理器的终端产品将于2026年上半年面市。
Intel 18A制程工艺采用创新的环绕栅极(GAA)晶体管架构,英特尔将其命名为RibbonFET。与传统FinFET架构相比,RibbonFET的栅极结构完全包裹在通道周围,通过硅纳米片堆栈定义通道区域,显著减少了晶体管关闭时的漏电流。这种设计使芯片运行时的能量浪费大幅降低,同时为设计人员提供了更高的灵活性,可通过调整带状数量和宽度来定制晶体管性能特征。
该工艺的另一大突破是业界首创的PowerVia背面供电技术。通过将供电电路从晶圆正面转移至背面,并在每个标准单元中嵌入纳米级硅通孔(nano TSV),实现了供电线与信号线的物理分离。这种设计使晶体管供电路径更直接高效,供电效率显著提升。英特尔数据显示,PowerVia技术可使标准单元利用率提升最高达10%,晶体管密度相应提高,同时减少最多30%的压降,使芯片运行频率提升最高6%。
在制造成本方面,虽然单纯采用背面供电会增加成本,但英特尔通过优化配套工艺实现了综合成本降低。具体措施包括减少金属层数、遮罩数量和工序步骤,以及简化正面工艺。与Intel 3工艺相比,采用EUV工艺的M0-M2金属层在PowerVia加持下,遮罩数量减少44%,工序步骤减少42%。与Intel 3工艺相比,Intel 18A在相同功率下可实现3%的频率提升,或在相同性能水平下降低25%的功耗。
作为第三代酷睿Ultra处理器,Panther Lake在性能方面实现重大突破。该处理器集成了最多16个性能核(P-core)与能效核(E-core),CPU性能较上一代提升超过50%。图形方面,全新锐炫GPU最多配备12个Xe3核心,图形性能提升超过50%。更引人注目的是其AI算力达到180 TOPS,可为消费级和商用AI PC、游戏设备及边缘计算解决方案提供强大算力支持。
Panther Lake延续了Chiplet芯粒设计理念,但模块构成有所调整。计算模块采用Intel 18A制程,图形模块基于Intel 3或台积电N3E制程,平台控制器模块则采用台积电N6制程。这三大模块通过Foveros Package封装在Base Tile之上,并配备Filler Tile用于保持形状和压力平衡。英特尔副总裁Robert Hallock解释称,这种设计可确保散热器均匀施压,防止芯片弯曲或损坏。
在CPU核心架构方面,Panther Lake采用了全新的Cougar Cove P核、Darkmont E核和Darkmont LPE核。其中Compute Tile最多配备4个Cougar Cove P核、8个Darkmont E核和4个Darkmont LPE核。Cougar Cove P核针对18A制程进行了优化,在内存消歧、TLB增强和分支预测等关键领域实现改进。Darkmont E核则基于Skymont架构升级,提供更高的矢量吞吐量、更大的L2缓存和改进的纳米代码性能。
缓存系统方面,Panther Lake的L3缓存环最多支持8个E核,总容量达18MB。LPE核的L2缓存容量翻倍至4MB,并新增内存端缓存和控制器。内存端缓存采用与上一代Lunar Lake相同的8MB配置,可减少DRAM流量和功耗,提升系统带宽。具体缓存配置显示,Cougar Cove P核每核配备3MB L2缓存和256KB L1缓存,Darkmont E核每集群配备4MB L2缓存和96KB L1缓存。
在电源管理方面,Panther Lake升级了Thread Director线程导向器技术。该技术通过硬件反馈接口表(HFI)提供内核性能排序列表,帮助操作系统实现更精准的工作负载调度。英特尔还推出了"智能体验优化器"电源管理工具,可动态调整电源配置文件。在平衡模式下,该工具可在相同功率预算下提供高达19-20%的额外性能。
性能测试数据显示,Panther Lake在SPECrate 2017(INT)单线程测试中,相同功率下较Lunar Lake和Arrow Lake提升10%性能;相同性能水平下功耗降低40%。多线程性能方面,相同功率下较Lunar Lake提升超过50%;相同性能水平下功耗较Arrow Lake降低30%。
AI计算方面,Panther Lake搭载的NPU5内核实现重大升级。通过采用单个神经计算引擎和简化后端功能,MAC阵列吞吐量较上一代翻倍。NPU5配备三个MAC阵列,每个阵列大小是上一代的两倍,包含3个NCE、12K MAC、4.5MB暂存器RAM、6个SHAVE DPS和256KB L2缓存,TOPS/面积效率提升超过40%。NPU5支持INT8、FP8和FP16等多种AI格式,其中FP8格式的每瓦性能较FP16提升超过50%。该NPU可提供50 TOPS的AI算力,使SoC平台总AI算力达到180 TOPS。
内存支持方面,Panther Lake实现重大突破。LPDDR5内存速度提升至9600 MT/s,最大支持96GB容量;DDR5内存速度提升至7200 MT/s,最大支持128GB容量。与Arrow Lake相比,DDR5速度提升12.5%,LPDDR5速度提升14.2%。该处理器还支持LPCAMM标准内存模块,并提供PCB内存设计选项,为OEM厂商提供更大的灵活性。
无线连接方面,Panther Lake集成Wi-Fi 7 R2解决方案(Whale Peak 2)和蓝牙6技术。Wi-Fi 7 R2支持6GHz频段和320MHz双通道宽度,提供WPA3安全性和256位加密,支持多链路操作(MLO)和4K QAM调制。蓝牙技术方面,除支持蓝牙6外,还引入蓝牙LE音频解决方案,提供真正的无线立体声和多流音频支持,功耗降低最多50%,并支持广播源、高速率音频采样和改进的耳机源切换功能。
根据配置不同,Panther Lake处理器分为三个版本:8核版(4P+4LPE+4Xe3)、16核版(4P+8E+4LPE+4Xe3)和16核12Xe版(4P+8E+4LPE+12Xe3)。旗舰版16核12Xe版配备12个光线追踪单元的Xe3 GPU,内存支持升级至LPDDR5X-9600,带宽达150+GB/s。英特尔计划年底前开始发货Panther Lake处理器,相关AI PC产品预计将于明年年初首发上市。