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Intel Panther Lake處理器架構解析,3種衍生型號最多可選16核搭12組Xe 3核心

Intel Panther Lake處理器架構解析,3種衍生型號最多可選16核搭12組Xe 3核心

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Intel在2025年度Tech Tour.us活動上說明代號為Panther Lake的行動版處理器架構細節,它除了具有Cougar Cove與Darkmont等核心,還整合了多項最新技術。

多種組態共用封裝

Panther Lake是Intel下一代行動版處理器的代號,它的設計理念為可擴展性,希望能夠兼顧有如Lunar Lake般驚奇的電池續航力,並提供優於Arrow Lake的效能表現,並透過高度彈性的核心組態,滿足高、中、低階等全面市場需求。

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Panther Lake的SoC(System on Chip,系統單晶片)由下列3種模塊構成:

  • 運算模塊(Compute Tile):內部包含P-Core、E-Core之效能模組與低功耗LP E-Core之效率模組,以及記憶體控制器、NPU、Xe媒體引擎等元件。採用Intel 18A製程節點
  • 繪圖處理器模塊(GPU Tile):內建顯示晶片。4核心版本採用Intel 3製程節點,12核心版本採用tsmc N3E製程節點
  • 平台控制模塊(Platform Control Tile):負責各類I/O功能。採用tsmc N6製程節點

,所有模塊透過Foveros 2.5D技術封裝為單一晶片,並透過第2代Scalable Fabric連接運算模塊與繪圖處理器模塊。

不同於Arrow Lake將LP E-Core與記憶體控制器放置於SoC模塊而與運算模塊分隔兩地,Panther Lake的記憶體控制器以及所有的P-Core、E-Core、LP E-Core都一律放置運算模塊,對於各核心之間的資料交換與記憶體存取延遲有極大的幫助。

Panther Lake也捨棄Lunar Lake將記憶體封裝於處理器的Memory on Package設計,並增設容量為8 MB的記憶體側快取(Memory Side Cache),除了可在快取命中時降低存取延遲,也可節省存取記憶體的電力消耗。容量部分最高支援128 GB DDR5-7200或96 GB LPDDR5-9600等記憶體,給予筆記型電腦廠商更大的選擇彈性以設計差異化的產品。

比較特別的是,Panther Lake不但支援On-Board設計的LPDDR5記憶體,也支援LPCAMM模組,提供On-Board形式以外的選擇。

在核心配置方面,Panther Lake提供8核心、16核心、16核心12Xe等3種選擇,且都採用相同的封裝與腳位。對於筆記型電腦廠商而言,有利於在不同型號的處理器之間共用主機板與散熱器的設計,對於物料與成本控管有較大的優勢。

上述3種配置都搭配NPU 5神經處理器,最高能提供處理器10 TOPS、繪圖處理器120 TOPS、神經處理器50 TOPS,全機共180 TOPS的AI運算效能。

Panther Lake的設計目標相當有野心,希望能夠兼顧有如Lunar Lake般驚奇的電池續航力,並提供優於Arrow Lake的效能表現。

Panther Lake提供更具彈性的處理器核心與記憶體配置,獨立的繪圖處理器模塊也有助於彈性配置不同Xe核心數的內建顯示晶片。

Panther Lake由運算模塊(Compute Tile)、繪圖處理器模塊(GPU Tile)、平台控制模塊(Platform Control Tile)構成,並透過Foveros 2.5D技術封裝為SoC(System on Chip,系統單晶片)。

運算模塊、繪圖處理器模塊透過第2代Scalable Fabric互相連接。

Panther Lake支援128 GB DDR5-7200或96 GB LPDDR5-9600等記憶體,不像Lunar Lake被Memory on Package設計綁死,給予筆記型電腦廠商更多選擇規格、物料的彈性。

LPDDR5除了有焊死在主機板上的On-Board,也提供LPCAMM2型式模組,讓升級與維修有更大彈性。

Panther Lake提供8核心、16核心、16核心12Xe等3種選擇,並都採用相同的封裝與腳位。

16核心12Xe(左)、8核心(右)等配置的裸晶尺寸相差甚大,肉眼就能輕易看出區別。

8核心版本為4組P-Core搭配4組低功耗LP E-Core,支援DDR5-6400或LPDDR5-6800等記憶體,提供PCIe Gen 4x8(連接獨立顯示卡)與 PCIe Gen 5x4(連接固態硬碟),並搭載4組Xe 3架構核心的內建顯示晶片與NPU5神經處理器。

16核心版本為4組P-Core、8組E-Core、4組低功耗LP E-Core,支援DDR5-7200或LPDDR5-8533等記憶體,PCIe部分改為PCIe Gen 4x8(連接獨立顯示卡)搭配 PCIe Gen 5x12(可切分後連接3組固態硬碟)。同樣搭載4組Xe 3架構核心的內建顯示晶片與NPU5神經處理器。

16核心12Xe核心版本同為4組P-Core、8組E-Core、4組低功耗LP E-Core,最高支援LPDDR5-9600等記憶體,並具有8 MB記憶體側快取,但不支援DDR5。PCIe部分為PCIe Gen 4x8與 PCIe Gen 5x4。搭載12組Xe 3架構核心的內建顯示晶片,具有最強的繪圖、遊戲、AI效能,神經處理器則同為NPU5。

3種Panther Lake配置對照表,8核心可視為基本款,16核心適合搭配獨立顯示晶片,16核心12Xe則具有最強的內建顯示效能。

Panther Lake平台組成說明

深入分析Panther Lake的運算模塊,P-Core採用Cougar Cove核心,具有256 KB L1快取記憶體與3 MB L2快取記憶體。E-Core採用Darkmont核心,具有96 KB L1快取記憶體,4組E-Core組成的叢集共用4 MB L2快取記憶體,所有P-Core與E-Core將共享最高18 MB L3快取記憶體。上述所元件組成效能模組。

低功耗LP E-Core同樣採用Darkmont核心,但是不具有L3快取記憶體,4組LP E-Core組成效率模組。

當處於閒置或低負載狀態時,系統能夠關閉效能模組以及所有P-Core與E-Core,僅保留效率模組運作,將所有運算負載交給低功耗LP E-Core,以節省電力消耗。

Panther Lake的各種類核心都不支援Hyper-Threading多執行緒功能。Intel表示從Meteor Lake開始,就為了追求在P-Core最高的單執行緒效能的同時降低電力消耗,並透過E-Core補足多工效能,取得更理想的單執行緒效能、多工效能、功耗平衡。

在內建顯示部分,Panther Lake則採用Xe 3架構,最多提供12組Xe核心選擇。神經處理器則搭載第5代NPU 5。

關於Cougar Cove、Darkmont、Xe 3、NPU 5等細節,筆者將另於專文解析。

在Xe媒體引擎部分,新增支援10 bit深度色彩取樣的AVC(H.264)與AV1,以及SONY XAVC-H / HS / S等影片格式編、解碼硬體加速,並維持VP9、HEVC(H.265)等格式編、解碼,以及VVC(H.266)解碼硬體加速。

在I/O與無線通訊部分,Panther Lake支援8組USB 2.0、2組USB 3.2 Gen2、4組Thunderbolt 4等端子,以及Wi-Fi 7 R2、藍牙6.0等功能,並可透過外掛晶片的方式支援Thunderbolt 5端子。

比較特別的是Intel強調Panther Lake搭載IPU 7.5影像處理器,能夠同時連接3組MIPI介面攝影機或Webcam,並支援紅外線攝影機(能夠應用於人臉等生物特徵辨識),具有1,600萬像素與120 FPS處理能力,並整合AI降噪、色溫調整、單幀逐行高動態範圍(Staggered HDR)等功能,除了有助於大幅提升視訊會議的畫質與視覺體驗,也能在自駕車、安全監控、自動化工業等需要電腦視覺(Computer Vision)的領域發揮所長,可以看出Intel規劃將Panther Lake應用於邊緣AI運算的策略。

Panther Lake的P-Core採用Cougar Cove核心,E-Core則採用Darkmont核心,2者都採用Intel 18A製程節點。

Panther Lake的P-Core與E-Core共享最高18 MB L3快取記憶體,LP E-Core則無L3快取記憶體。

Panther Lake的內建顯示晶片最多搭載12組Xe 3架構Xe核心,並搭配16 MB L2快取記憶體。

全新NPU 5能夠提供50 TOPS的INT8、FP8資料類型AI運算效能,滿足Microsoft Copilot+系統需求。

Xe媒體引擎新增支援10 bit深度色彩取樣的AVC(H.264)與AV1,以及SONY XAVC-H/ HS / S等影片格式編、解碼硬體加速。

Panther Lake也在無線通訊方面下足功夫,提供混合工作、遊戲、多人同時使用藍牙耳機、邊緣裝置連線等使用體驗。

Panther Lake支援Wi-Fi 7 R2、藍牙6.0、低功耗藍牙等無線通訊功能。

無線網路支援Wi-Fi 7 R2規範,支援6 GHz頻段以及高達320 MHz的通訊頻段寬度。

在藍牙耳機功能部分,最大的亮點就是支援廣播,能讓多位使用者同時使用藍牙耳機聆聽音樂。

Panther Lake也提供Intel Killer網路功能,並支援雙向QoS以及能偵測AI資料的AI-Aware QoS等流量管理功能。

IPU 7.5影像處理器能夠同時連接3組MIPI介面攝影機或Webcam,支援AI降噪、色溫調整、單幀逐行高動態範圍(Staggered HDR)等功能,運作功耗低至1.5 W。

武漢肺炎疫情改變眾人的生活與工作型態,也讓視訊聊天與會議功能的普及率明顯提升。

自駕車、安全監控、自動化工業等邊緣AI運算的應用也仰賴清晰的攝影畫面。

IPU 7.5內部的影像處理器(Image Signal Processor)提供自動曝光、自動白平衡、自動對焦、訊號處理、降噪、調色等功能。

左方為攝影機拍攝的原始訊號,右方為經過IPU 7.5處理並最佳化的畫面,可以看到落差相當顯著。

總結來說,Panther Lake的單、多執行緒效能分別較Lunar Lake提高10%、50%,內建顯示效能也提升50%以上。SoC功耗較Lunar Lake節省10%,比Arrow Lake節省40%,可以期待筆記型電腦的實際續航力表現。

Panther Lake提供最高16組處理器核心、12組內建顯示Xe核心的組態,並支援DDR5以及LPDDR5記憶體。

由於Panther Lake的處理器核心、內建顯示核心、Threaded Director資源管理、電力管理等環節都有許多變動,所以筆者將於後文詳細說明,請讀者參考全文目錄繼續閱讀。

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國寶大師 李文恩
作者

電腦王特約作者,專門負責硬派內容,從處理器、主機板到開發板、零組件,尖端科技都一手包辦,最近的研究計畫則包括Windows 98復活與AI圖像生成。

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