在本周於美國舉辦的 Intel Innovation 2023 活動中，Intel 先行透露了即將在下個月登場的新世代行動處理器：Intel Core Ultra（代號為 Meteor Lake） 的相關架構，並且宣布將在今年 12 月 14 日正式發表的消息。跟先前處理器以運算核心為主體的設計有所不同，這次 Meteor Lake 採用全新的設計思維，以 SoC 為主要架構核心，以更彈性的配置方式來達到省電與效能平衡的筆電處理器運作型態。
首先當然是要來講一下 Intel 目前處理器的開發進程，先前訂下了 4 年運用 5 節點的目標，Intel 也依照這個進程推進產品中，而運用 Intel 4 製程的 Meteor Lake 處理器，就是這個目標的第二階段。
而 Meteor Lake 處理器這次的主要特色，就是強調功耗效率的大幅提升（怎麼做之後會講），接著就是整合了 AI 引擎（NPU）、目前領先業界的整合顯示效能以及採用 Intel 4 製程。
接著來看這次 Meteor Lake 處理器的 Tile 架構部分，可以看到主要分為四個部分，包括顯示運算核心 Graphics tile、 單晶片核心 SoC tile、運算核心 Compute tile 跟連接 IO tile，而這次最重要的部分就是新增的 SoC tile 部分，從簡報上就可以看到是 Meteor Lake 在功耗效率提升的主要關鍵，並且透過 Graphic Tile、Compute tile 以及 IO tile 的獨立設計，也讓 intel 可以在同一架構下快速打造出不同運算效能、不同顯示效能，甚至是不同 IO 配置的處理器型號。
首先來看運算效能的 Compute Tile 部分，Meteor Lake 延續異質核心搭配的作法，同樣是是以 P-Core 效能核心跟 E-Core 效率核心搭配組成，不過這次兩部分核心的微架構都有所升級，P-Core 為 Redwood Cove，E-Core 為 Crestmont，均採用 Intel 4 製程，推測最高配置會在 H 系列處理器上推出 6 P-Core 搭配 8 E-Core 的組合。
在這次新增的 SoC Tile 部分，可說是 Meteor Lake 處理器的重點，從內部架構來看，可說就是一顆低功耗取向的行動處理器，內部包括兩顆新設計的獨立低功耗 E-Core 效率核心、內建 NPU AI 引擎、ＷiFi 6E／WiFi 7／藍牙無線網路支援、8K HDR 螢幕顯示、 AV1 播放解碼支援、原生支援 HDMI 2.1 與 DP 2.1 標準以及內建整合 DDR 記憶體控制器等等。
在 SoC Tile 中可以看到這次新增了兩顆低功耗 E-Core，與原本的 E-Core 跟 P-Core 形成了三層不同功耗的核心架構，比起過去的 P-Core 與 E-Core 兩者組成的架構更為複雜。
在 Intel 的設計概念中，這三款不同核心在效能跟功耗的等級區別，也可以看出分別的運作順序，在 SoC Tile 中的低功率 E-Core 為低功耗、效率導向的設計，負責例如背景常駐程式這類的運作，Compute Tile 運算單元中的 E-Core 主要負責需要效率的多執行序運算，而 P-Core 則是最高效能運算部分。（當然功耗也是最高等級）
在這樣的三層處理器核心配置下，分配工作的 Thread Director 在處理順序上也有所不同，在 Raptop Lake 部分雖然分為 P-Core 與 E-Core，但是在使用順序上，是先以 P-Core 後 E-Core 的運作邏輯運作。而在 Meteor Lake 部分，則會先使用 SoC Tile 中的低功耗 E-Core ，接著是 Compute E-Core，接著才是效能最高的 P-Core，從這個次序就可以看出Meteor Lake 處理器功耗導向的設計。
可以說這次在 Meteor Lake 中，原本的運算核心 P-Core 跟 E-Core 反而被設計在需要時才另外『喚醒』的 Compute Tile 中，畢竟電腦並不是經常在高負載下進行運作，透過這樣的設計來大幅減少處理器的功耗需求，不過 Intel 在簡報時並未說明這樣設計能減少的實際功耗數字，可能要看之後正式推出的產品而定。
而 Intel 這次也因為加入了 SoC tile 內的低功耗 E-Core 配置，也導入新的 Thread Director 設計，將上述的運用方式與作業系統間做出更為深度的整合。
在日常工作運作時的工作負載也可看出 SoC Tile 中的低功耗 E-Core 主要用在大多數的背景執行程式上，在運算效能部分，Intel 表示這顆低功耗 E-Core 在瀏覽網頁或是進行 AV1 影片解碼撥放是不成問題的。
除了低功耗 E-Core 核心配置之外，這次在 SoC Tile 中也可以看到內建了媒體引擎，所以接下來就來看看這部分：
在過去的處理器（如 Alder Lake）媒體引擎是放在整合顯示元件內。
在整體處理器中是附加在運算單元外的。
而整個處理器的主要 IO 通道都是靠中央的 Ring Fabric 通道進行資料交換，包括快取、系統代理、記憶體控制器等，都需要透過 Ring Fabric 進行連接，這樣一來在進行大量不同型態運算時，就會造成資料交換壅塞的狀況。
而位在下方的媒體引擎與顯示核心若要存取記憶體資料，就是要跟上方的運算核心相互等待資料傳送。
而在這次的 Meteor Lake 中，則是把媒體引擎從顯示運算單元中拉出來，改放到 SoC Tile 中。
直接透過 SoC 內的 Fabric 通道與記憶體控制器連接。
在 SoC Tile 內也有小型的顯示處理引擎，負責媒體播放的處理，同樣也直接透過 SoC Tile 內的 Fabric 通道與記憶體控制器連接。Intel 表示這樣做的好處是可以減少在像是在進行影片解碼播放這類的日常工作時，可以不用啟用 Graphic Tile，不僅能節省電力，也加快整體系統的反應時間。
接著來看 Graphic Tile 顯示核心的部分，Intel 表示這次 Meteor Lake 的顯示核心是直接採用 Arc 顯示卡的 Xe HPG 架構修改而來的 Xe LPG 架構，比起上一代的 Xe LP 在同樣功耗下，效能提升了 2 倍，這部分是採用 TSMC 台積電的 5 奈米節點製程。
Intel 可以說是在先前 Xe 兩倍的效能／功耗比上，塞進了 Arc A 系列顯示卡的全功能。
在 IO Tile 的部分則是整合了 Thunderbolt 4 以及 PCIe Gen 5 介面。
至於在整體連接通道的部分，雖然這次 Meteor Lake 仍然採用單一整合 Fabric 通道的設計，但是透過整體架構的改變，將大部分日常較常用到的媒體、影像、顯示引擎整合到 SoC 內，減少處理日常簡單工作時，資料所需要等待的時間，來加速處理效能。另外上方的 Graphic Tile 與下方的 Compute Tile 在電源上也可以做到獨立開啟／關閉的設定，需要運作的時候才開啟電源，提高處理器的功耗效率。
不過採用單一 Fabric 通道的設計，即便提高了 SoC 內引擎的資料存取效率，仍然無法避免個別 Tile 間資料存取塞車的狀況。
所以在 SoC tile 內的各獨立引擎， Intel 也另外設計了獨立的 Side Channel 側通道，可以讓獨立引擎的資料可以快速進出記憶體控制器，加快主 Fabric 通道給其他各個 Tile 的資料傳輸速度。
而這個主 Fabric 通道也設計成可擴展的型態，最高提供 128 GB／s 的頻寬，並且由一顆 IOC 負責進行位址分配。
剛剛前面有提到各個 tile 的電源是可以獨立進行開關的，在每個 tile 裡都有 PMC 電源控制單元的設計，並且由 SoC 中的 PUNT 單元進行控制，並且與作業系統進行溝通。
至於近來很夯的 AI 效能話題，Intel 也表示未來 AI 應用的層面，除了現在的效能／應用加強外，未來將會融合在各個不同應用方式中，包括像是 Co-Pilot 這類的 AI 數位助理、數位協作以及更多日常工作，都會大大加速電腦的應用層面與處理效果。
而在終端裝置導向的 Meteor Lake 處理器中，則是透過 GPU（處理平行運算） 加 CPU（處理單一推論以及快速反應作業） 加 NPU（處理持續低功耗的 AI 作業） 的設計，來應對未來 AI 應用時所需的不同效能傾向需求。
Intel 表示 Meteor Lake 是旗下首款整合 NPU 到內部的終端裝置處理器，主要負責低功耗的 AI 推論作業，並且支援多樣化的 AI 推論模型，例如微軟的 Windows ML 等。
甚至可以在 Meteor Lake 上直接進行 Stable Diffusion 這樣的以文生圖的 AI 推論演算。
Intel 並且展示了在不同硬體配置下，在 SD 1.5 下進行 AI 推論以文生圖的效能與功耗比，可以看到以 Meteor Lake 在 GPU 跟 NPU 搭配進行推論運算，在處理時間、功耗上都比起純 CPU 或是純 GPU 來得時間更短，在整體效率表現上也更好。先前在 Computex 的發表會中，Intel 就先以工程樣本展示過 Meteor Lake 在 SD 上進行以文生圖的推論效能表現了。（請見：【Computex 2023】Intel 展示 MeteorLake 處理器實際運作 以 VPU 加強 AI 作業效能）
然後全部用 FOVEROS 3D 封裝在一起。
除了可以將不同製程節點的 tile 封裝在一起外， FOVEROS 技術也能提供更高的封裝密度，更好的電源效率與降低延遲等效果。
最後整體來說，Intel 表示這次 Meteor Lake 的 SoC 架構可說是 40 年來變動最大的設計改變。
改變了過去以核心為思維的設計導向，透過以 SoC Tile 為中心的設計方式，達成功耗最佳化、可擴充的 IO 頻寬配置、低功耗的混合架構以及重新建構的電源管理模式等。
另外透過新 Intel 4 製程核心的 Compute tile、先進的內顯架構以及可擴展的 AI 處理架構，讓 Meteor Lake 的效能提升。
最後在以一張圖來展示這次 Meteor Lake 處理器的整體特色，包括新的 P-Core／ E-Core 微架構、3D 混和性能架構、內建 NPU AI 引擎、採用 FOVEROS 3D 封裝技術、支援最新的媒體與影像標準，內建 Thunderbolt 4、WiFi 7 介面、新的低功耗 E-Core 設計、整合 Intel ARC 獨顯技術，採用 Intel 4 節點製程等。
不過這次 Intel 並未發表 Core Ultra（ Meteor Lake） 處理器更詳細的規格資訊，這部分可能要等到之後 12 月的正式發表才會有更進一步的消息曝光，到時候就看看這次 Meteor Lake 處理器的表現，是否真的有如 Intel 說的這麼厲害囉。
