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| 本文作者： 楊依婷 | 2025-10-15 20:17 |
作者|楊依婷
編輯|包永剛
當地時間10月9日，英特爾正式披露了代號為Panther Lake的英特爾酷睿 Ultra處理器（第三代）的架構細節(jié)，這款芯片承載著英特爾在制造工藝上重返領先地位的雄心，也是英特爾實現(xiàn)跨越式升級的一代產品，兼具了高性能和高能效的優(yōu)勢，令人充滿期待。
Panther Lake基于最新的intel 18A制程工藝打造，首次將RibbonFET（全環(huán)繞柵極晶體管技術）和PowerVia（背部供電技術）這兩項關鍵技術結合，并配合Foveros-S封裝技術進行整體堆疊設計，將于今年在亞利桑那州的Fab52晶圓廠進入大規(guī)模量產。
RibbonFET作為新一代晶體管結構，將充分釋放晶體管的開關性能與密度潛力；而PowerVia則通過將供電網絡移至晶圓背面，掃清了傳統(tǒng)布線對芯片性能與信號完整性的干擾。二者相輔相成，共同支撐起了Intel 18A在密度和能效上的同步飛躍。
根據英特爾披露的數據，相較于上一代工藝，Intel 18A在相同功耗下可帶來超過15%的每瓦性能提升；在達到相同性能的前提下，功耗則可降低超過25%。與此同時，芯片單元密度提升至上一代的1.3倍——這意味著在同等面積的芯片上，英特爾能集成更多晶體管，為更復雜的計算單元提供技術基礎。
而對于Panther Lake，英特爾技術專家告訴雷峰網，其設計理念旨在“打造出一個兼顧效率和性能的均衡平臺”，以適配更具多樣性的用戶使用場景。
這一“均衡平臺”的理念，在性能數據上得到了具體體現(xiàn)：在單線程負載條件下，相比Lunar Lake和Arrow Lake H，Panther Lake在相似性能下可降低40%功耗；在相似功耗下，性能提升約10%。在多線程場景中，Panther Lake相似性能下的功耗比Arrow Lake H低30%，而在相似功耗條件下，其性能相較Lunar Lake提升50%。
如果要用一句話概括Panther Lake的優(yōu)點，英特爾公司客戶端計算事業(yè)部副總裁兼中國區(qū)總經理高嵩給出了答案：“Panther Lake汲取了Lunar Lake高能效和Arrow Lake強性能的優(yōu)勢，為用戶呈現(xiàn)更強的AI PC體驗?！?/p>
在這個目標下，Panther Lake對包括CPU、GPU和NPU在內的核心模塊上進行了結構性重構。
在CPU架構設計上，Panther Lake并未顛覆自Meteor Lake確立的“三層混合架構”——即由性能核（P-Core）、能效核（E-Core）與低功耗能效核（LPE-Core）構成的算力組合。然而，其核心思路已從簡單的核心數量堆砌，轉向了更為深刻的精細化分工與戰(zhàn)略性增強。
正如英特爾的技術人員向雷峰網所闡釋的：“在Panther Lake上，三個層級的混合核心的策略是有側重性的，每個核心都在扮演著獨特的角色?！?/p>
這一理念清晰地體現(xiàn)在其角色定義中：性能核負責單線程響應與日常生產力場景的高響應能力；能效核著力于多線程與并行計算的吞吐能力，如游戲與內容創(chuàng)作類任務；低功耗能效核則定位為提升整體能效、優(yōu)化日常功耗表現(xiàn)的常駐算力層。
在此框架下，Panther Lake對每一類核心都進行了針對性的架構升級與配置調整。
在性能核方面，Panther Lake使用的核心代號為Cougar Cove。與上一代的Lion Cove相比，英特爾將單核的L3緩存由12MB擴充到18MB，并對轉址旁路緩沖器（TLB）做了約1.5倍的容量提升；同時，英特爾在電源管理中引入了“AI啟發(fā)式學習算法”的策略，以實現(xiàn)對內部硬件資源與功耗分配的更精細化調控。
能效核代號為Darkmont，這是在Skymont基礎上的演進。Darkmont 在架構上做出了包括L2緩存擴容至4MB、保持128-bit帶寬等一系列調整，并提升了微碼（Nanocode）的性能，使得能效核能夠覆蓋比Arrow Lake更廣泛的應用場景，在降低執(zhí)行延遲的同時提升了整體效率。
此外，Cougar Cove與Darkmont所用的分支預測與內存消歧能力均有所增強——分支預測的改進旨在提高預測準確性并降低響應延遲，內存消歧則允許更多安全的亂序或并行內存訪問，從而提升CPU與內存之間的帶寬利用效率。英特爾技術專家表示，Panther Lake在預測準確率與延遲控制上均進行了同步強化。
在完成核心微架構的增強之余，Panther Lake也規(guī)劃了多樣化的核心配置以覆蓋不同市場。
其中，8核配置與Lunar Lake一致，由4個性能核與4個低功耗能效核組成；16核配置在此基礎上增加了8個能效核。
16核配置中，所有核心均位于同一個三級緩存環(huán)上，并共享該緩存層，每個性能核擁有獨立的二級緩存，每四個能效核共享4MB二級緩存，低功耗能效核也配置有4MB二級緩存，相比Meteor Lake和Arrow Lake容量更高，使其可承載的任務類型范圍有所擴大。
此外，英特爾對硬件線程調度器進行了關鍵升級。英特爾技術專家表示，其核心改進在于兩方面：首先，根據Panther Lake三類核心的新特性，優(yōu)化了線程分類模型，為操作系統(tǒng)提供了更精準的調度依據；其次，將OEM電源模式等系統(tǒng)級偏好納入調度決策，使反饋機制更貼合用戶實際場景與性能需求。
要實現(xiàn)硬件潛力在用戶體驗層面的最終釋放，同樣離不開系統(tǒng)軟件層的深度協(xié)同。Panther Lake構建了一個統(tǒng)一的管理堆棧：OEM廠商設定的性能模式（如“野獸模式”或“性能模式”）可通過英特爾提供的DTT軟件或微軟的PPM機制，轉化為具體的CPU行為策略，并經由SoC電源管理直達硬件線程調度器。
這一切都指向一個目標：讓正確的任務，在正確的時間，運行在正確的核心上，最終兌現(xiàn)其“均衡平臺”的設計承諾。
英特爾的GPU經歷了從Xe到Xe2持續(xù)演進，現(xiàn)在正式進入了Xe3時代。
Panther Lake搭載的是第一代Xe3集成顯卡，而Xe2對應的則是Lunar Lake的集成顯卡和Battlemage的獨立顯卡。
與Xe2相比，英特爾在Xe3架構中將每個渲染切片內的Xe核心數量從4個提升至6個，并從引擎到切片進行了全面的優(yōu)化。
具體來看，每個Xe核心提供8個512位矢量引擎和8個2048位XMX引擎。在Xe矢量引擎中，Xe3的線程數增加了25%，并添加了可變寄存器分配，提升了Xe矢量引擎的使用效率，使得相同的硬件能夠支持更多、更快的負載。同時，Xe3還支持原生FP8反量化，以及SIMD16原生ALU、三路并發(fā)調度、擴展數據指令集與FP64，并且支持Xe矩陣擴展。
而在XMX AI加速引擎中，Xe3支持120TOPS的算力，每個時鐘周期可執(zhí)行1024個XMX TF32操作，支持2048個XMX FP16/BF16運算，4096個XMX INT8運算和8192個XMX INT4/INT2運算，相較于上一代有顯著提升。
此外，為了滿足多元化的場景需求，Panther Lake提供了兩種GPU規(guī)格：入門級的4Xe GPU，以及英特爾目前規(guī)模最大的12Xe GPU。
4Xe GPU配置包含4個Xe核心、32個XMX引擎、4MB L2緩存和1組幾何管線等基礎模塊；12Xe GPU則將Xe核心數量擴展至12個，并配備96個XMX引擎、2組幾何管線、12個采樣器、12個光線追蹤單元和4個像素后端。
值得注意的是，與上一代8MB L2緩存的Xe2架構相比，L2緩存容量在12Xe版本上被提升至16MB，使DDR訪存壓力減少約17%~36%。
架構與規(guī)格的全面提升，最終轉化為顯著的性能增益。根據英特爾提供的數據，Xe3架構相較Lunar Lake的Xe2，在總體性能表現(xiàn)上可實現(xiàn)超過50%的提升；與Arrow Lake H GPU相比，每瓦性能提升超過40%。
NPU面積效率提升40%，原生支持FP8
在Panther Lake全面升級的計算架構中，NPU是專為AI負載設計的計算單元，全新的NPU5架構在繼承NPU4能效優(yōu)勢的基礎上，實現(xiàn)了芯片面積效率與針對AI負載的雙重優(yōu)化。
在AI計算中，矩陣運算是最核心的要義，MAC單元規(guī)模決定了矩陣運算的并行密度，即MAC單元越大，計算密度和運算效率就越高。
基于這一原理，NPU5做出了一項關鍵調整——它將每個Slice中的神經單元數量從6個精簡至3個，但每個神經計算引擎的計算能力卻實現(xiàn)翻倍。這種設計，使得NPU在相同的邏輯區(qū)域內能夠釋放出更高的矩陣執(zhí)行效率，從而在芯片面積與算力輸出之間找到了更優(yōu)的平衡點。
從結構配置來看，NPU5的每個Slice集成了3個神經計算引擎，提供12K的矩陣運算能力、4.5MB的暫存器內存、6個SHAVE DSP以及256KB的L2緩存。
與Lunar Lake的NPU4相比，這些指標均有不同程度的提升，但最顯著的進步體現(xiàn)在面積效率上：NPU5每平方毫米可釋放的TOPS能力提升超過了40%，這意味著英特爾在有限的芯片空間內成功擠壓出了更多的AI算力。
此外，考慮到AI負載對精度并不敏感，尤其在推理任務中，8bit量化計算在絕大多數場景下已能保證輸出結果的可用性。為此，NPU5在架構層面創(chuàng)新性地加入了原生8bit計算支持。這一設計使得在相同面積與功耗條件下，NPU5能夠獲得更高的有效執(zhí)行吞吐，為用戶帶來近乎翻倍的計算能力，同時將精度損失控制在可接受范圍內。
值得注意的是，Panther Lake所搭載的NPU5相比NPU4的峰值性能并沒有進行大幅提升，NPU 4為48TOPS，NPU 5為50TOPS，但面積效率實現(xiàn)了高達40%的提升。
雷峰網(公眾號：雷峰網)了解到，這主要是從這個產品的角度去考量，由于Panther Lake的GPU的AI性能可以高達120TOPS，且AI PC上超過50%的AI負載可以使用GPU處理，在這一代產品上大幅提升NPU的面積使用效率，更能兼顧性能和功耗，能更好滿足Agentic AI的需求，通過XPU的策略產品的收益將會更高。
整體來看，Panther Lake 在CPU、GPU與NPU三條計算路徑完成結構更新后，其平臺總算力可達到180TOPS，其中CPU約10TOPS、NPU約50TOPS、GPU約120TOPS。這一算力結構并非簡單堆疊，而是通過為不同類型的AI負載分配各自適配的硬件執(zhí)行單元形成的能力組合：CPU負責響應敏感的輕量級任務，NPU覆蓋持續(xù)運行的低功耗推理場景，GPU用于應對高吞吐量計算。
從制造到微架構到革新，從CPU到GPU再到NPU的全面升級，都是讓Panther Lake 能夠實現(xiàn)兼具Lunar Lake高能效+Arrow Lake強性能的關鍵，也正是通過通盤的考慮，以及XPU的策略，Panther Lake才能擁有巨大的吸引力。
所以，除了CPU、GPU和NPU三大核心算力的提升，Panther Lake還引入了全新的Wi-Fi7特性，支持5GHz的頻段，信道達到320MHz，同時支持4K的QAM調制，支持跨多個信道的并發(fā)操作以及WPA3安全性加密，和上一代產品相比，提高了性能、可靠性、安全性，也減少了客戶端的延遲。此外，Panther Lake還支持最新藍牙6.0與LE音頻，功耗降低高達50%，并顯著提升了音頻質量與多設備連接能力。
影像方面，Panther Lake集成了最新的IPU 7.5圖像處理單元，能夠直接調用NPU、GPU等計算資源進行協(xié)同AI處理，并支持高達三個攝像頭并發(fā)工作。
目前，Panther Lake已進入量產倒計時階段，技術路徑已經落地，從制造到設計的革新，讓Panther Lake成為了一款不止是小幅迭代，而是跨越式升級的產品，也有理由對其在市場上的競爭力充滿信心，量產后的實際功耗曲線和AI場景表現(xiàn)會給出作中的答案。
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