التغليف ثلاثي الأبعاد موجود، هل يمكن أن يكون عصر الذكاء الاصطناعي العالمي متخلفًا كثيرًا؟في 19 سبتمبر 2023، أصدرت إنتل رسميًا أول منصة معالجات خاصة بها تعتمد على تقنية معالجة Intel4-Meteor Lake. بفضل تقنية التغليف Foveros3D المتقدمة، نفذت MeteorLake بنية وحدة منفصلة جديدة، مما أدى إلى تقسيم التصميم التقليدي للمعالج الفردي إلى تصميم متعدد الوحدات. سيتكون معالج MeteorLake من وحدة الحوسبة، ووحدة IO، ووحدة SoC، ووحدة الرسومات، مما يؤدي إلى إنشاء معالج يتمتع بنسبة أفضل لاستهلاك الطاقة من خلال بنية جديدة.
قم بزيارة صفحة الشراء:
متجر إنتل الرئيسي
المصدر: إنتل
ولسوء الحظ، لم تكشف إنتل بعد عن المواصفات الدقيقة لمعالجات الجيل الرابع عشر Core. ومن المتوقع أن تنتظر التفاصيل ذات الصلة مؤتمرًا صحفيًا آخر من المتوقع عقده في أكتوبر. ومع ذلك، بالمقارنة مع مواصفات الجيل الجديد من المعالجات، فإن التغييرات المختلفة في Intel 4 هي أكثر إثارة للقلق. ويعد هذا تغييرًا جذريًا آخر في بنية المعالج الذي قامت به شركة إنتل بعد الجيل الثاني عشر من Core، بل إنها قدمت العديد من الميزات الجديدة التي لا تتوفر في معالجات أجهزة الكمبيوتر التقليدية.
المصدر: إنتل
بعد أن أصبحت نماذج الذكاء الاصطناعي الكبيرة شائعة، ربما كانت شركة إنتل هي الأسرع من بين جميع الشركات المصنعة لمعالجات أجهزة الكمبيوتر الشخصية التي قامت بالمتابعة. في الجيل الرابع عشر من المعالجات الأساسية، رأينا بالفعل وحدة معالجة الشبكة العصبية (NPU) مُجهزة للذكاء الاصطناعي. وفي وقت سابق، أعلنت إنتل عن عدد من نماذج الذكاء الاصطناعي الكبيرة القائمة على تصميم المعالج، بما في ذلك النماذج المصممة للمعالجات منخفضة الطاقة، مما يسمح للمستخدمين بنشر الذكاء الاصطناعي على نطاق صغير محليًا لمعالجة بعض الأعمال النصية.
بعد الجيل الرابع عشر من معالجات Core، ستدخل معالجات الكمبيوتر أيضًا إلى عصر جديد.
هندسة معمارية جديدة، ما الجديد؟
معالجات الكمبيوتر التقليدية هي في الأساس هياكل أحادية النواة. تضع بعض المعالجات شريحتين على الركيزة لتكوين المعالج. ومع ذلك، من منظور الشريحة نفسها، فإنها لا تزال مستمرة في طريقة تصميم الشريحة التقليدية، ولكنها تجمع بين شريحتين في شريحة واحدة.
تعتمد بنية MeteorLake على تصميم وحدة منفصلة، لذا حتى إذا قمت بفتح الغطاء العلوي، فستظل ترى شريحة واحدة فقط. في الواقع، يتم تجميع أربع وحدات مستقلة في الشريحة، والتي تشكل معًا معالجًا. من بينها، وحدة الحوسبة هي نواة المعالج السابقة، مع نواة مدمجة لكفاءة الطاقة ونواة الأداء من أحدث جيل. من خلال تحديث تكنولوجيا المعالجة والبنية الدقيقة، تم تحسين الأداء بشكل أكبر وتحقيق نسبة أعلى من استهلاك الطاقة.
المصدر: إنتل
تدمج وحدة الرسومات بنية الرسومات الحادة من Intel. ونظرًا لتصميم الوحدة المنفصلة، تستطيع شركة Intel تجميع وحدة معالجة رسومات أكبر في الشريحة. يصل أداء العرض الأساسي لمعالج Meteor Lake إلى مستوى العرض المستقل وسيدعم IntelXeSS الأساسي لتتبع الأشعة.
تحتوي وحدة الإدخال والإخراج على أصغر ترقية من حيث الوظيفة. فهو يدمج بروتوكول Thunderbolt 4 وPCIe Gen5.0، وهو في الأساس نفس الجيل السابق.
أخيرًا، دعونا نلقي نظرة على وحدة SoC. وهذا هو التغيير الأكبر في هذا التحديث لمعالج Meteor Lake. في وحدة SoC، اعتمدت إنتل تصميمًا جديدًا لجزيرة منخفضة الطاقة، يدمج وحدة معالجة الشبكة العصبية (NPU) ونواة جديدة منخفضة الطاقة لكفاءة الطاقة لزيادة تحسين التوازن بين توفير الطاقة والأداء. تدمج وحدة SoC أيضًا وحدة التحكم في الذاكرة ومعالجة ترميز الوسائط ووحدة العرض، وتدعم برامج الترميز 8KHDR وAV1 بالإضافة إلى معايير HDMI2.1 وDisplayPort2.1، وتدعم أيضًا Wi-Fi وBluetooth وWi-Fi6E.
المصدر: إنتل
هذه هي المرة الأولى التي يتم فيها تجميع وحدة NPU في معالج الكمبيوتر الشخصي من Intel. وباعتبارها وحدة معالجة متخصصة في أداء الشبكة العصبية، فإن إضافة وحدة NPU يمكن أن يسمح للمعالج Core من الجيل الرابع عشر بالحصول على أداء ذكاء اصطناعي يفوق بكثير جميع المعالجات السابقة. بالتأكيد،هذا لا يعني أن المعالجات السابقة لم تكن تتمتع بأداء الذكاء الاصطناعيولكن كان المنطق في ذلك الوقت هو استخدام القوة الحاسوبية لوحدة المعالجة المركزية ووحدة معالجة الرسومات لفرض حسابات المحاكاة من خلال الخوارزمية. وكانت الميزة هي القدرة على التكيف القوية، ولكن العيب هو أن نسبة استهلاك الطاقة كانت منخفضة وشغل كمية كبيرة من طاقة الحوسبة لوحدة المعالجة المركزية ووحدة معالجة الرسومات، مما أدى إلى تجربة مستخدم محدودة.
بعد إضافة وحدة NPU، يمكن للمعالج تسليم مكالمات الأداء المتعلقة بوظائف الذكاء الاصطناعي إلى NPU. يتم استخدام قوة الحوسبة لوحدة المعالجة المركزية ووحدة معالجة الرسومات فقط كمساعد ونسخ احتياطي، مما يسمح للمستخدمين بتشغيل وظائف الذكاء الاصطناعي دون التأثير على الاستخدام العادي للكمبيوتر. مع ظهور نماذج الذكاء الاصطناعي الكبيرة مثل ChatGPT، أصبح الذكاء الاصطناعي جزءًا من حياتنا اليومية. ومع ذلك، يعمل الذكاء الاصطناعي الحالي بشكل عام على خوادم بعيدة، الأمر الذي لا يؤدي إلى خطر تسرب المعلومات فحسب، بل يقلل أيضًا من نطاق التطبيق.
المصدر: إنتل
إذا أردنا تحويل الذكاء الاصطناعي إلى مساعد محمول حقيقي، فقد أصبح تحسين أداء الذكاء الاصطناعي للمحطات الشخصية مثل أجهزة الكمبيوتر الشخصية مسألة ملحة. باستخدام القوة الحاسوبية لوحدة NPU، يمكننا بسهولة نشر نماذج الذكاء الاصطناعي الصغيرة محليًا دون اللجوء إلى أجهزة تستهلك طاقة عالية مثل بطاقات الرسومات المستقلة. علاوة على ذلك، يمكن زرعها بسهولة أكبر في الجهاز المحمول، بحيث يتمتع المساعد الصوتي AI للأجهزة المحمولة المحمولة أيضًا بذكاء أكثر قوة.
لا يعني ذلك أنه لم يفكر أحد في إضافة NPU إلى المعالج من قبل، ولكن بسبب مشكلات مختلفة، لم يتمكنوا في النهاية من فتح قسم جديد في المعالج بنجاح لوضع NPU. فكيف فعلت إنتل ذلك؟
التغليف ثلاثي الأبعاد قادم
وراء ولادة معالج Meteor Lake، لا يمكن فصله عن الجيل الجديد من تقنية التعبئة والتغليف ثلاثية الأبعاد من Intel - Foveros. على الرغم من أنه تم تجربته على معالجات الأجهزة المحمولة في وقت مبكر من عام 2020، إلا أن التكنولوجيا في ذلك الوقت لم تكن ناضجة تمامًا بعد، لذلك أصبح Lakefield معالج الكمبيوتر الشخصي الوحيد للتغليف ثلاثي الأبعاد من Intel في السنوات الثلاث الماضية.
المصدر: إنتل
ما هو التغليف ثلاثي الأبعاد؟ على سبيل القياس، التغليف التقليدي ثنائي الأبعاد هو بناء منزل من طابق واحد، في حين أن التغليف ثلاثي الأبعاد هو بناء منزل مزدوج الطبقة. تتم إضافة طبقة حاملة خاصة إلى الطبقة العليا من الشريحة الأصلية ويتم وضع وحدات إضافية مثل NPU فيها. بالمقارنة مع العبوات المنفصلة التقليدية، يمكن أن توفر العبوات ثلاثية الأبعاد نطاقًا تردديًا أعلى للاتصال وزمن وصول أقل مع الحفاظ على حجم المعالج دون تغيير، مما يضمن الاتساق في تجربة الأداء من مستوى الأجهزة.
ومن خلال التحسينات في تكنولوجيا التعبئة والتغليف، تستطيع إنتل الآن تحقيق تعبئة ثلاثية الأبعاد عالية الإنتاجية، مما يعني انخفاض التكاليف. هذا هو السبب الرئيسي وراء إمكانية استخدام Foveros في معالجات الكمبيوتر. في السابق، كانت Foveros نشطة في سوق معالجات الخوادم بأسعار أعلى للوحدات.
المصدر: إنتل
أثناء تحسين تقنية التغليف ثلاثي الأبعاد، تعمل إنتل أيضًا على تطوير مواد ركيزة جديدة لتحل محل الركائز العضوية التي وصلت إلى الحد المادي بحلول نهاية عام 2020. وسيتمتع الجيل الجديد من الركائز الزجاجية بقدرة حمل ترانزستور أعلى، وخصائص ميكانيكية وفيزيائية ممتازة محددة، واستنادًا إلى الخصائص البصرية، يمكنه أيضًا توفير عدد أكبر بكثير من الحزم مقارنة بالجيل السابق من الركائز. ومن المتوقع أنه في عام 2030، يمكن تصميم حزمة واحدة لوراثة 1 تريليون ترانزستور.
مع جيل جديد من الركائز وجيل جديد من تكنولوجيا التعبئة والتغليف، تتحدى إنتل الحد الأعلى الجديد لمعالجات الكمبيوتر.
يبدو تصميم الوحدة المنفصلة، والتعبئة ثلاثية الأبعاد، والركيزة الزجاجية، وسلسلة من المصطلحات راقية، ولكن ما تأثيرها علينا؟ ما هي الفوائد التي سنحصل عليها كمستهلكين من معالج Core من الجيل الرابع عشر؟ في الواقع، كل التحسينات لا يمكن فصلها عن كلمتين "الأداء".
وبطبيعة الحال، قد يكون هذا مختلفا قليلا عن تصورنا التقليدي المتمثل في زيادة التردد الرئيسي. انطلاقًا من المعلومات التي تم الكشف عنها مسبقًا، فإن الزيادة الرئيسية في التردد للمعالج الأساسي من الجيل الرابع عشر ليست كبيرة، ولكن أدائها في الأداء متعدد النواة، وتحويل ترميز الفيديو، وما إلى ذلك، يفوق بكثير أداء الجيل السابق. وخلف ذلك توجد مساهمة الوحدات المستقلة مثل وحدات SoC ووحدات الرسومات. مع دخول المعالجات عصر التصميم المنفصل، لم يعد التردد الرئيسي التقليدي يمثل الأداء الكامل للمعالج.
المصدر: إنتل
الوحدات الثلاث الرئيسية لـ SoC والرسومات والحوسبة مستقلة عن بعضها البعض. ويمكن للشركات أيضًا تخصيص أداء ووظائف المعالج بشكل أكثر دقة وفقًا لاحتياجات المستخدم، مما يسمح للمستخدمين باختيار المعالج الأكثر ملاءمة لهم. وعلى المدى الطويل، قد يغير هذا سوق أجهزة الكمبيوتر الشخصية في المستقبل. على سبيل المثال، يمكن استخدام وحدات الحوسبة المحسنة مع أجهزة الكمبيوتر عالية الأداء المزودة ببطاقات رسومات مستقلة. يمكن استخدام وحدات الرسومات المحسنة مع أجهزة الكمبيوتر التي تتطلب أداءً عاليًا في تحويل ترميز الفيديو. يمكن تحويل وحدات SoC المحسنة إلى معالجات متخصصة بالذكاء الاصطناعي.
بالطبع، في الوقت الحالي، سنواصل المسار الحالي ونميز الأداء من خلال نماذج مختلفة. إذا كنت تريد أداء أفضل، يمكنك فقط إنفاق المزيد من المال.ومع ذلك، فقد فتح معالج Core من الجيل الرابع عشر الباب وأظهر لنا عالمًا جديدًا تمامًا.