英特尔Lunar Lake架构变化巨大！AI性能可达前代4倍

英特尔正式揭晓Lunar Lake客户端处理器的架构细节，如果用一句话来概括那就是——变化巨大，包括模块化结构、封装工艺、全新性能核与能效核、线程调度、GPU、NPU以及连接等等。

这一系列的变化也带来了性能、能效、特性的全面提升。

根据英特尔公布的内容显示，Lunar Lake整体功耗相比上代下降40%;核显的游戏和图形性能提高1.5倍;全新NPUAI性能最高可达前代4倍，平台AI算力高达120TOPS。

接下来就为大家详细解读一下英特尔旨在进一步发力AI PC的Lunar Lake究竟有哪些不凡之处。

全新的模块化设计以及封装级内存

Lunar Lake延续了Meteor Lake的分离式模块设计，但从后者的“计算模块、SoC模块、图形模块、IO模块”四大模块简化为——计算模块(Compute tile)、平台控制器模块(Platform Controller tile)两部分(在角落还有填料模块，但不具备电路和功能，只是为了保证结构整体强度)，采用3D Foveros封装工艺。

另一个重要变化在于英特尔首次将内存集成到封装内，称为“封装级内存(Memory on package，MOP)”，2颗内存容量最高32GB，支持LPDDR5x，每个芯片最高8.5GT/s(8500MHz)，支持4个16bit通道。

封装到SoC内部缩短了内存走线，能够将物理功耗降低40%，并节省250平方毫米主板面积，对于内部空间紧凑的轻薄本而言，则留出了更多的设计空间。

只不过这也意味着搭载Lunar Lake的笔记本无法完成扩展和升级，在购买时建议有较大内存需求的用户“一步到位”，毕竟无论是影像创作、本地化AI或者多任务处理，对于内存的需求正快速提升。

再来看Lunar Lake的两大全新模块。

计算模块：混合架构最多具备4个性能核、4个能效核，还包括GPU核显、NPU、媒体引擎、显示引擎、IPU图像处理单元、NOC、MSC(内存侧缓存)。MSC最大容量8MB，独立于二三级缓存，主要用于IO引擎的缓存配合，可以减少对系统内存的依赖，提升延迟与带宽。

计算模块相比上代还有一个重要变化在于采用了全新低功耗岛(Low Power Island)，将所有节能模块统一管理，提升能效。

平台控制模块：包含PCIe 5.0/4.0控制器、雷电4控制器、USB控制器、Wi-Fi与蓝牙控制器、安全引擎等。

Lunar Lake提供最多4条PCIe 5.0、4条PCIe 4.0总线通道;支持Wi-Fi 7(5G Gig)，最高速率达5.8Gbps，支持蓝牙5.4;这一次还是没有雷电5，支持的雷电4带宽40Gbps，最多三个连接，而且支持新的雷电共享技术，实现不同PC之间快捷分享、传输与控制。

计算模块与平台控制模块通过可扩展第二代交叉总线以及D2D界面互联。另外Lunar Lake还集成4个电源控制器，可实现增强遥测，可动态调节电压。

同时为了优化能效，Lunar Lake的电源管理架构也有了变化，在独立PMIC、增强的英特尔线程控制器、内存侧缓存与改进的处理器核心，共同实现了功耗节省。

至于Lunar Lake采用的制程工艺，英特尔尚未公布。

Lion Cove性能核——P核

Lunar Lake的性能核代号Lion Cove，采用了全新微架构，相比前代大幅提升了IPC并增强了可扩展性;优化了单线程每瓦性能以及单位面积性能。

Lion Cove的每个核心一级数据缓存48KB，一级指令缓存192KB，二级缓存最多2.5MB，所有核心共享最多12MB三级缓存。

另外，该性能核拥有18个执行端口，预测宽度提升8倍;支持更精准的频率控制，间隔缩小到16.67MHz，更灵活把控能效。

根据英特尔公布的数据，Lunar Lake对比Meteor Lake性能核IPC平均提升约14%，而且Lunar Lake在越低功耗下的表现优势越明显。

Skymont能效核——E核

Lunar Lake全新能效核代号Skymont，英特尔表示希望能效核可以覆盖更多日常算力要求，因此Lunar Lake的能效核Skymont设计是按照Raptor Lake性能核匹配的，并且保持能效核在节能方面的优势。

基于此，Skymont能够支持更多应用场景、提升了多线程性能以及扩展性，同时拥有2倍的矢量和AI吞吐量以更好地支持VNNI功能。

Skymont能效核拥有26个调度端口，更深的队列提升并行处理能力，还具备更宽的分配和回退。

Lunar Lake能效核每个核心拥有32KB一级数据缓存，所有核心共享4MB的二级缓存(L2缓存带宽翻倍)，没有三级缓存。

性能方面，英特尔表示4个能效核组成一个集群，相比Meteor Lake同等性能功耗仅为三分之一，同功耗下性能提升可达到2.9倍，最高性能达到了后者的4倍。

因此，全新架构的性能核、能效核，为英特尔新一代x86处理器带来了更强的性能以及更高能效。

其中性能核的峰值性能对比能效核提升50%，二能效核的每瓦性能优势在20%到80%。由此，Lunar Lake能够针对复杂多样化场景，实现灵活调度，保障续航。

持续增强的英特尔硬件线程调度器

英特尔硬件线程调度器在Lunar Lake中也有提升，带来了动态调度策略、增强算法、更精细的控制，让OEM也有更大的定制范围。同时配合上操作系统隔离区、加强电源管理等设计，也可以保证能效，英特尔表示在Teams应用中，启用这些功能后，功耗可以降低35%。

而且在性能核与能效核的调度方面，英特尔硬件线程调度器也会充分考虑能效，如工作负载合适将优先分配给单能效核，多线程时进行能效核扩展，后根据需求引导至性能核。

升级Xe2微架构的GPU

上代Meteor Lake引入锐炫GPU后，翻倍的核显性能让人印象深刻，这一次Lunar Lake的GOU也升级到第二代Xe2微架构，性能约为前代的1.5倍。

具体来看，Xe2 GPU算力可达67TOPS——拥有8个第二代Xe核心，采用全新XMX引擎(INT 8整数操作每秒4096和FP 16浮点操作每秒2048)、可配备8个更强的光追单元、增强的XeSS内核、Xe2矢量引擎(优化能效和AI性能)、英特尔ARC软件堆栈，拥有8MB二级缓存。

Lunar Lake还拥有全新媒体引擎，支持AV1硬件编解码、H.266/VVC视频硬解码。VVC的优势在于降低比特率并保持同等画质，从而减少文件大小和传输压力，可自适应分辨率码率，更加灵活，还支持屏幕内容编码流(SCC)、360度全景码流。

全新显示引擎可支持HDMI 2.1、DP 2.1、eDP 1.5，可拓展最多三个屏幕，其中eDP 1.5能够让笔记本屏幕提升自适应刷新、结合Panel replay技术实现显示自适应同步等功能。

全新NPU：4倍峰值性能

作为AI PC的“核芯”怎么会少得了NPU？去年的Meteor Lake首次集成NPU，作为新一代NPU却并非“2.0”，按照英特尔技术迭代已经是“4.0”。

NPU 4的架构增加了NPU大小，更好地执行下一代AI工作负载;提升了时钟频率、能效，从而满足性能需求的同时延长续航;针对现代AI进行了优化，可以高效运行大语言模型以及Transformer。

英特尔表示Lunar Lake的NPU 4是面向AI PC“最大的集成和专用AI加速器”，拥有12个增强的SHAVE DSP、6个神经计算引擎、能效优化的MAC阵列、2倍带宽、支持原生激活功能和数据转换、用于大语言模型的嵌入标记化，以及48TOPS的算力。

对比Meteor Lake的NPU 3，NPU 4拥有其4倍的峰值性能。

当然，Lunar Lake的AI性能仍旧是CPU、GPU、NPU聚合的多元算力，匹配复杂多样的AI负载，可兼顾能效。而且得益于每个计算单元性能大幅升级，Lunar Lake的平台算力达到了120TOPS，无论是游戏、创作中的AI需求，还是专用的AI助手，又或是轻量型AI负载，都能够更灵活高效应对。

写在最后

英特尔表示，Lunar Lake已经量产，将在第三季度正式发布上市，为超过20家OEM的80多款AI PC提供动力。

另外，截至目前，英特尔已交付800万片酷睿Ultra处理器，且英特尔预计在今年交付超过4000万片英特尔酷睿Ultra处理器。

需要指出的是Lunar Lake还只是第二代酷睿Ultra的成员之一，重点面向低功耗移动平台，在今年晚些时候还将有更高性能的Arrow Lake。

据悉，Arrow Lake同样基于Lion Cove、Skymont混合架构，并首次采用Intel 20A制程工艺。

相比前两年，今年的COMPUTEX在AI PC的引导下明显热闹很多，英特尔、AMD、高通等巨头之间的火药味也浓厚了几分(还有苹果虽然要晚几天，但WWDC应该也少不了AI的身影)。

当然了，各家计算平台还只是角逐AI PC头把交椅的筹码之一，生态合作、软件及工具支持、人才投入培养等方面同样关键。

特别是在AI PC发展早期，谁能在市场中站稳脚跟，真正实现AI PC的规模化应用，那么也将在未来的竞争中占据先手。

所以，今年下半年和明年陆续上市的AI PC产品，或许会呈现一种“百家争鸣”的局面，这既是芯片厂商的较量，也是OEM之间的角逐，甚至是x86与ARM两大核心阵营又一轮正面硬碰。

PC市场终于又变得有趣起来了，谁能成为AI PC时代的引领者，就让我们拭目以待吧。