Intel официально раскрыла архитектурные детали платформы Core Alder Lake 12-го поколения и игровой графики Xe HPG Razzle на своем ежегодном мероприятии Architecture Day. Давайте вкратце рассмотрим особенности новых продуктов 2022 года.
Двенадцатое поколение
Платформа 12-го поколения Core Alder Lake будет основана на трех основных последовательных линейках продуктов, а именно: серия S (LGA1700, 16 ядер и 24 потоков, интегрированное графическое ядро 32EU, энергопотребление до 125 Вт) для настольных платформ; маломощная версия серии UP3 (BGA Type3, 14 ядер и 20 потоков, интегрированный (14 ядер, 20 потоков, интегрированные ядра до 96 EU, энергопотребление 12W~35W); и серия UP4 с ультранизким энергопотреблением (10 ядер, 12 потоков, интегрированные ядра до 96 EU, энергопотребление до 9W).
UP3 и UP4 предназначены для ноутбуков. UP3 будет подразделяться на U15 и H35, заменяя i5-1135G7 и i5-11300H. UP4 - это серия Y, больше подходящая для планшетных устройств 2 в 1. Кроме того, к платформе Core Alder Lake 12-го поколения в 2021 году присоединится мобильная версия серии H45 для игровых ноутбуков с ядрами, способными масштабироваться до уровня S-серии.
Три основные линейки серийных продуктов имеют одинаковую архитектуру и все интегрируют новое поколение GNA 3.0 Gaussian Neural Accelerator, их различия заключаются в основном в размере ядер и поддержке некоторых собственных функций. Например, только мобильная версия поставляется в стандартной комплектации с IPU (Image Processor Unit), Thunderbolt 4 и Wi-Fi6, и если UP3 предлагает 4 порта Thunderbolt 4, то UP4 поддерживает только 2.
Флагман Core Alder Lake 12-го поколения будет иметь до 8 больших ядер и 8 малых ядер с общим количеством потоков 24 и до 30 МБ кэша третьего уровня.
Мобильная версия Core 12-го поколения поддерживает объемы памяти DDR5-4800, DDR4-3200, LPDDR5-5200 и LPDDR4X-4266.
Core 12-го поколения соединяет модули в тандем через три кэш-канала. Первая - это Compute Fabric, предназначенная для подключения процессора к кэшу, с пропускной способностью до 1 ТБ/с и поддержкой динамической оптимизации кэша. Второй - Memory Fabric, для подключения памяти и других модулей с пропускной способностью до 204 ГБ/с и поддержкой динамической ширины и частоты битов. Третья - I/O Fabric для ввода и вывода данных с пропускной способностью до 64 ГБ/с и поддержкой управления пропускной способностью в реальном времени на основе требований.
Большие ядра Golden Cove.
Intel называет большие ядра в составе ядер 12-го поколения "Performance Cores", также известные как "P-Cores", и они оснащены новой микроархитектурой Golden Cove, которая поддерживает технологию Hyper-Threading, набор инструкций AVX-512 и ускорение DLBoost, до 8 ядер и 16 потоков.
Микроархитектура Golden Cove является итерацией предыдущего 10-го поколения Core Sunny Cove, 11-го поколения Core Mobile Willow Cove и 11-го поколения Core Desktop Cypress Cove. Skylake. Архитектура также поддерживает инструкции AMX Advanced Matrix Extension со встроенной технологией ускорения ИИ нового поколения для выводов и обучения, включая специальное оборудование и новую архитектуру набора инструкций, которая позволяет значительно улучшить операции матричного умножения.
Intel утверждает, что микроархитектура Golden Cove обеспечивает среднее улучшение IPC (тактовой производительности) примерно на 19% по сравнению с Cypress Cove в настольных компьютерах Core 11-го поколения уже сегодня.
Малые ядра Gracemont.
Intel называет малые ядра в Core 12-го поколения эффективными ядрами, также известными как E-Cores, и они оснащены новой микроархитектурой Gracemont, которая не поддерживает Hyper-Threading, с 8 ядрами и 8 потоками. Gracemont - первое эффективное ядро, поддерживающее набор инструкций AVX2, а также новые расширения для целочисленных операций AI, технологию Intel Control Flow Forcing и технологию Intel Virtualization Redirection Protection.
Микроархитектура Gracemont является частью семейства Atom Atom и представляет собой итерационное обновление от Bonnell → Saltwell → Silvermont → Airmont → Goldmont → Tremont. Микроархитектура Gracemont очень мала: 4 небольших ядра Gracemont и 4 МБ кэша L2.
Intel утверждает, что микроархитектура Gracemont обеспечивает более чем на 40% лучшую производительность IPC по сравнению с Core Skylake 6-го поколения и на 40% меньшую мощность при той же производительности. 4-ядерный, 4-поточный Gracemont обеспечивает на 80% лучшую пиковую производительность и на 80% меньшую мощность при той же производительности по сравнению с 2-ядерным, 4-поточным Skylake.
12-е поколение Core для Windows 11
Предыдущее поколение платформы Lakefield не произвело большого фурора, поскольку, помимо собственных слабых аппаратных характеристик, поставляемая с ней система Windows 10 не могла играть с архитектурами с большим и малым ядром.
С этой целью Intel разработала новый "Thread Director" (планировщик потоков) для гибридной архитектуры 12-го поколения Core с малыми и большими ядрами, а также провела его глубокую настройку совместно с Microsoft, чтобы лучше распределять нужную нагрузку на различные ядра/потоки в планировщике задач для Windows 11.
Intel утверждает, что Thread Director может определить характер, назначение потока всего за 30 микросекунд, тогда как традиционным системным планировщикам требуются сотни микросекунд, к тому же они могут назначить его неверно. Кроме того, Thread Director целенаправленно оптимизирует частоты, особенно на мобильных устройствах, для обеспечения эффективности при одновременном повышении энергоэффективности, и может регулировать частоты на микросекундном уровне.
Другими словами, только Windows 11 сможет эффективно работать с большими и малыми ядрами.
Игровая видеокарта Xe HPG Razor
Графика Solo Graphics от Intel под брендом Razzle. На мероприятии Intel Architecture Day был также объявлен ряд подробностей об архитектуре Xe HPG.
Во-первых, видеокарты Intel Razzle не используют собственный техпроцесс, а производятся по 6-нм техпроцессу TSMC.
В прошлом графические процессоры Intel (например, ядра UHD, Torch Xe) были основаны на "блоке исполнения EU". В эпоху карт Razzle это будет заменено "ядрами Xe", каждое из которых содержит 16 векторных блоков (каждый векторный блок может быть дополнительно разделен на 8 блоков FP32 ALU), 16 матричных математических блоков, кэши нулевого и первого уровня, блоки хранения нагрузки и многое другое.
Верхний уровень ядер Xe - Render Slice, предназначенный для DX12 Ultimate, каждый из которых содержит четыре ядра Xe, четыре блока оптического чейзинга, четыре текстурных сэмплера, геометрический фронт-енд, растровый фронт-енд, двухпиксельный бэк-енд и поддержку DirectX чейзинга и оптического чейзинга Vulkan.
Intel утверждает, что микроархитектура Xe HPG, используемая в видеокарте Razzle Alchemist, позволяет увеличить частоту в 1,5 раза и повысить энергоэффективность в 1,5 раза по сравнению с микроархитектурой Xe LP, которая уже используется в графике Core 11-го поколения. В настоящее время Intel завершила реархитектуру основных компонентов графического драйвера, в частности, менеджера памяти, компилятора, что, как утверждается, позволяет увеличить пропускную способность игр с интенсивными вычислениями в среднем на 15% и до 80%, а время загрузки игр сокращается на 25%.