Сфера периферийных вычислений продолжает активно развиваться и требовать всё более серьёзных вычислительных мощностей. Отвечая на эти запросы, компания Intel анонсировала новую серию процессоров Alder Lake-S/H 12-го поколения, которая ориентирована на встраиваемые решения, (I)IoT и т.д. В целом, новинки можно назвать «ответвлением» от мобильной и десктопной серий.
Архитектура Alder Lake стала для Intel по-настоящему прорывной: впервые за достаточно длительный срок компания смогла не только освоить новый, более тонкий и совершенный техпроцесс, но и привнести в мир x86-64 гетерогенную архитектуру, давно уже царствующую в мире ARM. И именно 12-е поколение Core, по словам Intel, включает процессоры, идеально походящие для тяжеловесных сценариев IoT.
Таких сценариев немало: это и розничная торговля, и здравоохранение, и производственные процессы нового поколения. Процессоры Alder Lake-S, по мнению Intel, обладают ключевым набором характеристик, который делает их идеально подходящими для этого сегмента:
- Высокая вычислительная производительность;
- Поддержка машинного обучения, не требующая дополнительных ускорителей;
- Надёжность, достаточная для установки во встраиваемые системы;
- Продвинутое графическое ядро с поддержкой разрешений вплоть до 8К;
- Продвинутые аппаратные средства обеспечения ИТ-безопасности;
- Развитая экосистема, включающая поддержку решений open source и всех современных ОС.
Компания опубликовала первые результаты тестирования Alder Lake-S, и в сравнении с прошлым поколением процессоров аналогичного класса новинки показывают существенный прирост производительности. Он варьируется в пределах от 1,35х в однопоточных и многопоточных вычислениях до 2х в графике и почти 3х в задачах классификации изображений, характерных для инференс-систем.
Во многом это заслуга графического ядра Intel с архитектурой Xe. Оно может обеспечивать вывод графики в режиме 4K@60 HDR на четыре независимых дисплея с синхронизацией (Genlock, Pipelock) и поддерживает SR-IOV. Вместо четырех мониторов можно подключить один, но с разрешением 8K. Поддержка Genlock упростит создание видеостен на базе Alder Lake-S/H и сделает доступными конфигурации 4×4 8K.
Кроме того, говорится о поддержке DL Boost как для CPU, так и для GPU. Максимальная конфигурация может включать до 96 исполнительных блоков (Iris Xe) с поддержкой форматов DP4a/INT8, но она предназначена для мобильных вариантов Alder Lake-H, настольные же будут ограничены 32 блоками EU (UHD Graphics 770 Xe).
Что же касается количества ядер, то старшая модель десктопного класса предусматривает связку из 8 производительных и 8 энергоэффективных ядер, дающую 24 потока. Любопытно, что и здесь компания отключила поддержку AVX-512, оставив только AVX-256 (с сопутствующими дополнениями). Ядрам помогает фирменный кеш Intel Smart Cache объёмом до 30 Мбайт.
Ядра P/E и технология Thread Director, по словам создателей, наиболее актуальна в этом сегменте, поскольку позволяет эффективно, в том числе с точки зрения энергопотребления, распределять нагрузку — высокопроизводительные P-ядра обрабатывают основные приложения, а E-ядра занимаются служебными задачами вроде работы с сетью. Задел на будущее новым процессорам обеспечивает поддержка новейших стандартов PCIe 5.0 и DDR5.
Впрочем, Alder Lake-S универсальны в выборе памяти и системной логики. В более мощных платформах класса high-end производители смогут задействовать DDR5-4800. Но такая память всё ещё редка и дорога, так что для задач, не требующих сверхвысокой ПСП можно работать и с DDR4-3200. Для периферийных устройств CPU предлагает до 16 линий PCIe 5.0 и ещё четыре линии PCIe 4.0.
В зависимости от избранного производителем системной платы PCH, в системе может быть доступно до 12 линий PCIe 4.0 и до 16 линий PCIe 3.0, так что на нехватку интерфейсов новой платформе жаловаться не придётся. Сопровождать новые процессоры на первых порах будут чипсеты H610 и H610E, но нужны они будут только настольным вариантам Alder Lake-S. Мобильные Alder Lake-H, скорее всего, обойдутся собственными возможностями, хотя и для них будут PCH 600-й серии.
Возможности новой 600-й серии чипсетов велики и включают в себя подключение к CPU посредством 8 линий DMI 4.0, хотя у младших чипсетов H610 их количество по-прежнему ограничено четырьмя. Чипсеты могут предоставить до 14 USB-портов, четыре из которых поддерживают USB 3.2 Gen 2x2 (20 Гбит/с). Будут доступны Thunderbolt 4 и USB4, а также 2,5GbE-контроллер (с TSN) и Wi-Fi 5/6E (Gig+).
Новинки также отличаются поддержкой ряда специфичных технологий. Это, например, Time-Sensitive Networking (TSN) для обеспечения связи с низкими задержками, Total Memory Encryption (TME, полное шифрование памяти), Boot Guard (дополнительный уровень защиты загрузки), различные улучшения для задач реального времени, Intel Converged Security and Management Engine 16 и т.д. Кроме того, «промышленные» версии CPU будут иметь значительно более долгий срок поддержки со стороны Intel.
Базовый теплопакет у Alder Lake-S десктопного класса варьируется в пределах от 35 до 65 Вт, что позволит в ряде случаев обойтись полностью пассивным охлаждением. В целом, гетерогенная архитектура CPU и наличие достаточно мощного GPU, по словам представителя Intel, уже позволило создать конвергентные решения, заменяющие собой несколько отдельных устройств.
Новинки подойдут тем, кому нужны новые высокопроизводительные интерактивные торговые точки, банкоматы и разного рода «умные киоски». Клиенты из сектора промышленности получат новые периферийные серверы, индустриальные защищённые ПК, контроллеры управления различным оборудованием, высокопроизводительные и экономичные системы машинного зрения и многое другое.
Это же в полной мере относится и к заказчикам медицинского оборудования, которые получат более мощную начинку для своих устройств. Наконец, Alder Lake-S будут нелишними в системах видеонаблюдения и обеспечения безопасности, поскольку способны быстрее работать с ИИ-аналитикой и распознаванием изображений и позволяют записывать больше видеопотоков в лучшем разрешении.
Одновременно с Alder Lake-S были представлены и новые мобильные чипы серий Alder Lake-H, P и U с предельными теплопакетами 45, 28 и 15 Вт соответственно. Среди них также есть модели, которые подходят для сферы IoT и периферийных вычислений и обладают теми же достоинствами, что и их старшие собратья. Максимальное количество ядер составит 14 (до 6 P-ядер), а объём кеша — до 24 Мбайт. Эти чипы имеют поддержку экономичной памяти LPDDR4x/5.
Уже более 80 избранных партнёров Intel принимают участие в масштабной программе раннего доступа к новым решениям компании. Затягивать с официальной доступностью новых процессоров Intel не планирует: Alder Lake-S появятся уже в январе 2022 года, а в апреле к ним присоединятся и Alder Lake-H. В I квартале этого года появятся и модели с поддержкой vPro.
Для новых CPU заявлена поддержка гипервизоров KVM и ACRN, ОС Windows, Linux, VxWorks и даже Android (правда, пока только в ВМ). Разработчики смогут получить удалённый доступ к новинкам в рамках Intel DevCloud. Кроме того, им будет доступен весь набор средств разработки, включая oneAPI, а также каталог референсных решений Intel Edge Software Hub.
