採用 18A 製程與先進封裝的 Intel Panther Lake 運算與 AI 性能皆提升

Intel 公布首款採用 18A 製程與先進封裝的 Panther Lake 架構 AI PC 平台，在新製程以及架構改進下，擁有更好的運算與繪圖、AI 運算性能以及更佳的能源效率。



Intel(英特爾)公布新一代 Intel Core Ultra 處理器 (系列 3)，即代號為 Panther Lake 的架構細節。Panther Lake 是首款採用 Intel 18A 先進半導體製程產品，預計今年稍晚即會開始出貨。


Intel Panther Lake 主要特色

半導體製程關係著產品成本，同時也關係到產品的各種特性表現，目前全球各大半導體製造商皆投入先進製程開發，期望獲得最好的表現，但也面對許多前所未見的困難。

Intel 18A 是第一個在美國研發和製造的 2nm 等級製程節點，相較於 Intel 3 製程，其每瓦效能提升高達15%，晶片密度增加 30%。Intel 18A 製程在英特爾的俄勒岡州據點完成研發、製造驗證與早期生產。量產則將在亞利桑那州錢德勒市（Chandler）最先進的 Fab 52 晶圓廠。


Intel 18A 製程節點有 RibbonFET 電晶體架構與 PowerVia 等多項創新

Intel 18A 節點除了是更精細的製程外，更有多種關鍵創新，首先是 Intel 在十多年來首度推出的 RibbonFET 新電晶體架構，以取代達到極限的 FinFET。RibbonFET 擁有更低的漏電流，更進一步小型化，更好的擴充和更高切換性能，提升晶片密度、效能和能源效率。

另一個創新則是 PowerVia，這是將電源電路與訊號電路分開的設計，以解決電晶體密度提升下電路相互干擾等問題。PowerVia 將電源電路的金屬層移至晶片背面，再利用奈米級矽貫孔(nano-TSVs)而擁有更高效力的電源分配，也提升電流傳輸和訊號傳遞。而英特爾的先進封裝與 3D 晶片堆疊技術 Foveros，可將多個晶片模組堆疊並整合在先進的單晶片中，以提供更高的靈活性、可擴充性與效能。

Intel 18A 製程首先用於 Panther Lake 之外，應用於伺服器的 Xeon 6+(代號 Clearwater Forest）預計明年上半年推出，未來還有多個世代產品將會採用。雖然有許多消息指出 Intel 18A 製程良率的問題，但 Intel 認為其良率表現與過去 15年相比差不多，甚至更好。


Panther Lake 採用可擴展的多晶片架構

Intel Core Ultra處理器（系列3），即代號為 Panther Lake，是首款採用 Intel 18A 製程的客戶端系統單晶片，將是應用於消費型與商用 AI PC、遊戲裝置和邊緣運算解決方案的產品，Panther Lake 採用可擴展的多晶片（multi-chiplet）架構，讓裝置製造商可依需求應用於不同的外型、規格、應用領域與價格帶。

Panther Lake 是整合之前 Lunar Lake 的省電與 Arrow Lake 高效能優勢，整個處理器大致可分為 Compute Tile、GPU Tile 與 Platform Controller Tile 三大區域，Intel 採用不同組合，推出三種組態，讓產品可依特性選擇。


8 核心 Panther Lake


16 核心 Panther Lake


16 核心搭配12個 Xe 核心的 Panther Lake

目前 Panther Lake 將推出三種組態，分別為 8核、16核以及16核加上12個 Xe核心。這個三種組態的 Compute Tile 皆採用 Intel 18A 製程節點，8 核心版本具有 4個 P-Core (Cougar Cave)和 4個 LP E-Core(Darkmont)，而16核心版本則是 4個 P-Core、8個 E-Core(Darkmont)以及 4個 LP E-Core，另外一個版本則是搭配具有較強的 Xe3 架構的 GPU Tile。


Panther Lake 的核心配置設計從 Lunar Lake 與 Arrow Lake 為基礎改良而來

運算的 P-Core(Cougar Cove) 與 E-Core/LP E-Core (Darkmont) 核心叢集與快取記憶體採用與 Lunar Lake 及 Arrow Lake 相似的設計，其中每個 P-Core 皆具有各自搭配的 L2 快取記憶體，而 4個 LP E-Core以及二組 4個 E-Core 則是以四個核心共用一組 4MB L2 快取，L3 快取則是 P-Core 與 E-Core 共用。


Panther Lake 快取記憶體配置

由於之前 Arrow Lake-H 的 LP E-core 僅有二個核心，造成在省電模式下無法順利執行太多應用，進而需要喚醒功耗較高的核心，使得省電效果打折。Panther Lake 的 LP E-Core 採用四核心，並搭配 8MB 的 Memoey-Side 快取記憶體，使得系統在省電模式下能仍能順利執行如 Teams 等應用。


Panther Lake 具有 IPU 7.5


Xe 媒體及顯示引擎支援更多新的編解器

Compute Tile 還包括 IPU 7.5(Image signal Processor)、NPU 5 與 Xe 媒體及顯示引擎，新一代的 IPU 7.5 具有AI 降噪處理以及硬體加速的 staggered HDR，而且更省電，拍攝影片／照片都有更好的表現。Xe 媒體及顯示引擎支援更多新的編解器(codec)，包括 10位元 AVC、AV1以及 Sony 的XAVC-H 等。


Panther Lake NPU 5 具有更佳的能效


Panther Lake NPU 5 架構


NPU4 與 NPU 5 架構不同

做為新一代 AI PC 處理器，內建的 NPU 5 將 Lunar Lake 的 NPU 4 六組神經計算引擎單元變成三組，每一組擁有較大的乘法累加器陣列(MAC)，同時支援 FP8 資料型態，這樣的改變讓 NPU 5 的性能略為提升至 50 TOPs，但是擁有更省電的表現。


新的12組 Xe3核心具有更好的性能

在 GPU-Tile 部分，8核心與16核心版本皆搭配較小並以 Intel 3 製程製造的 GPU，，具有 4組 Xe3 架構核心與 4個 Ray tracing 單元，提供基本夠用的繪圖能力，其中 16核心版本更適合搭配高階獨立顯示卡。

而 16核心加上 12 Xe 核心的版本即是採用較大的 GPU-Tile ，這部分由外部代工的晶片，具有 12 個 Xe3 架構核心與12個 Ray tracing 單元，可提供更高性能與更省電的特色。


三個 Panther Lake 版本比較

至於由外部代工生產的 Platform Controller Tile 最主要功能即是 I/O，包括 PCI Express 匯流排、USB/Thunderbolt 4、Wi-Fi 7(R2)與藍牙核心 6.0。在三個 Panther Lake 版本中，此部分配置主要在於 PCI Express 通道數配置不同，8核心以及16核心加 12 Xe核心版具有 PCIe Gen4 x8 +Gen5 x4 共計 12 Lanes，而 16核心版本則有 20 Lanes，其中 Gen5 提升至 12 Lanes。因此 16核心版本才會說適合搭配獨立顯顯卡，至於具有 12 Xe 核心版本，Intel 認為製造商選擇這一種，主要就是採用內建繪圖處理器，而不會再搭配獨立顯示卡。


Panther Lake 性能提升且更為省電

整體而言，Panther Lake 各種效能表現都比 Luner Lake 提升一些，其中 GPU 性能提升幅度不少，整體用電效率更佳，相較 Arrow Lake 最多節省 40%左右。

除了個人電腦之外，Panther Lake 也會延伸至邊緣運算應用，包括機器人技術等，新的 Intel Robotics AI 軟體套件與參考開發版，可讓客戶能運用 Panther Lake 的運算與 AI 感知能力，快速開發具成本效益的機器人。

Panther Lake 將於今年開始進入量產，首款產品預計在年底前出貨，並於2026年1月進入市場。