在热门芯片 2022，英特尔拉开帷幕，展示了其即将推出的第 14 代“流星湖”处理器的一些诱人细节。现在，这些尖端的 CPU 不太可能很快上市。(我们还没有看到英特尔第 13 代“Raptor Lake”处理器的发布，尽管英特尔坚称 Meteor Lake 有望在 2023 年下半年推出。)但是到目前为止我们所看到的细节非常令人着迷并且显示现代处理器设计方式的不断变化。
从 Meteor Lake 开始(随后是“Arrow Lake”，它假定的第 15 代核心系列)，英特尔将过渡到在其消费级处理器中使用“小芯片”设计，将许多处理不同功能的小块融合到一个单一的芯片。这与现有英特尔处理器的“单片”设计有很大不同，它可能会在未来几年带来更快——也许更实惠——的处理器。
单片 CPU 芯片的诞生
从一开始，计算机行业就不断推动更紧密的集成。早在 1965 年，英特尔联合创始人戈登·摩尔(Gordon Moore)就提出了所谓的“摩尔定律”，这是一个备受抨击的公理，预计集成电路中的组件数量每年会翻一番。这并不总是完全正确的，但它仍然表明了集成对芯片行业的至关重要性。
在过去的几十年里，我们已经看到许多组件集成到 CPU 中：浮点模块、缓存、内存控制器、PCI Express 控制器、视频控制器、显示控制器、图形处理器和许多其他电路。总的来说，这带来了许多积极的回报，从降低生产成本和功耗到大幅提高性能。但这也导致了公司必须努力克服的挑战。
小芯片如何解决单片问题
构建大型单片芯片的三个关键问题很突出。首先是芯片良率的问题。
没有生产过程是完美的，而对于硅芯片，即使是看似很小的缺陷也会导致芯片无法正常工作。这种趋势使得大芯片的构建成本显着增加。这是因为当缺陷发生时，与使用较小的缺陷芯片相比，会浪费更多的制造时间和资源。
其次，图形处理器和 CPU 等组件在各自采用自己的最佳工艺技术制造时，往往会发挥更好的作用。但是，当将多种类型的组件集成到单个芯片中时，您必须对所有组件使用相同的制造工艺。您最终必须使用一个至少会对他们俩产生一点负面影响的过程，或者您将需要使用一个对一个人很好，但对另一个人不那么好的过程。
最后(但肯定不是最不重要的)，将所有这些组件紧密集成会在一定程度上阻碍开发。当一切都融合在一起时，仅对一个组件(例如内存控制器或视频处理器)进行更改就不是那么简单了。您需要考虑一切是如何连接的，然后整个芯片需要经过漫长的验证过程，以确保在进行任何更改后一切正常。之后，您仍然需要在工厂更改设计，并通过现有芯片进行工作，然后再开始生产新设计。
然而，通过使用小芯片设计，可以解决或至少缓解这些问题和其他问题。可以肯定的是，需要进行一定量的检查和验证以确保芯片正常工作，但您在设计和更新芯片方面获得了更大的灵活性。此外，您会发现对芯片不同部分使用的生产工艺的限制要少得多。任何单个芯片上的缺陷都会降低成本，因为芯片都更小。
这种变化最终有助于加快芯片开发，并可能降低成本并提高性能。这也是一种行之有效的方法：AMD 一段时间以来一直在为其 Ryzen 处理器使用小芯片设计。
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