Intel ITT 2025：Panther Lake 處理器架構解析 NPU 篇：以精簡架構達成同效能更低功耗表現

陳拔 · 2025-10-13T08:30:00+08:00

接著來看這次 Panther Lake 處理器的 NPU 設計，採用新的 NPU 5 架構，主要設計目標是進行能效最佳化以及不同應用間的穩定表現，這部分仍然由 Intel 架構、圖形和軟體院士 Tom Petersen 負責講解。更多 Intel ITT 2025 文章：總覽：Intel 反攻號角吹響？Tech Tour 2025 活動展示 18A 製程、Fab 52 晶圓廠、以及最新筆電 Panther Lake 處理器！Panther Lake 處理器整體架構解析Intel ITT 2025：Panther Lake 處理器整體架構解析以自家 18A 製程達成高效能低功耗的平衡表現Intel ITT 2025：Panther Lake 處理器架構解析 CPU 篇：同時具備電池續航力以及效能表現怎麼辦到的？Intel ITT 2025：Panther Lake 處理器架構解析 GPU 篇：採用最新 Xe 3 架構的 12 核心內顯登場！Intel ITT 2025：Panther Lake 處理器架構解析 IPU 篇：以整合設計提供更清晰真實的視訊畫質18A 製程Intel ITT 2025：以 RibbonFET 與 PowerVia 組合 18A 製程重回頂尖晶圓製造能力Fab 52 晶圓廠參訪Intel ITT 2025：最新 Fab 52 晶圓廠參訪一探 18A 製程的先進製造基地AI 發展策略Intel ITT 2025：迎接 Agentic AI 時代到來！新 Intel 正在加速趕上同樣先來回顧一下上一代的 NPU 4，具備 12 組增強的 Shave DSP、6 組神經運算引擎、能效最佳化的 Mac 陣列等等，提供最高 48 TOPS 的 AI 算力。而這一代的 NPU 5 設計目標，就是在 NPU 4 的基礎上擴大應用到更多裝置，另外針對最新的工作負載以及面積效率進行最佳化。首先在面積效率的部分，這次 NPU 5 重新設計了 MAC 陣列，將 NPU 4 中兩個神經運算引擎切片整合成一個，具備更大的 MAC 陣列，雖然說看起來神經運算引擎的數量減少了，但是每個引擎內 MAC 陣列卻是擴大的，可以容納更大的矩陣乘法運算，是 NPU 4 的兩倍以上，Tom Petersen 表示這樣的設計比起 NPU 4 來說更有效率。而擴大到處理器的 NPU 設計來看，在 Lunar Lake 處理器的 NPU 4 具備了 6 組神經運算引擎，而 Panther Lake 處理器的 NPU 5 則是具備了 3 組神經運算引擎，但是 Panther Lake 處理器的 NPU 5 卻具備了比起 Lunar Lake 處理器 NPU 4 更高的 50 TOPS 算力，而且佔用的晶片面積更小。實際上 Panther Lake 處理器 NPU 5 的主要規格，包括具備 3 組神經運算引擎、12K MACs 陣列、4.5 MB 的快取、6 組 Shave DSP 以及 256 KB 的 L2 快取。跟 Lunar Lake 處理器的 NPU 4 相比，在單位面積的 TOPS 數量提升了 40% 以上（SoC 上真的寸土寸金啊）。接著來看針對最新工作負載的最佳化設計部分。前面有提到這次 NPU 5 加大了單個神經運算引擎的 MAC 陣列，可以在每個 Cycle 中執行 16x16x16 的 int8／FP8 運算或是 16x16x8 的 FP16 運算。這次 NPU 5 也原生支援了 FP8 資料格式，可以在不需較高資料精度的運算下提供 2 倍的吞吐