Компания Intel положила начало революционному скачку в мире мобильных вычислений, представив революционный чип Core 14-го поколения под кодовым названием Meteor Lake. В отличие от своих предшественников, Meteor Lake не ориентирован исключительно на производительность процессора, а переосмысливает концепцию архитектуры чипа, ставя во главу угла энергоэффективность и возможности искусственного интеллекта, обеспечивая значительный прирост графической производительности. В этой статье мы рассмотрим все тонкости архитектуры Meteor Lake и ее потенциал, способный изменить будущее мобильных вычислений.
Дезагрегация и парадигма энергоэффективности
Наиболее заметное отклонение Meteor Lake от привычных представлений заключается в инновационной схеме дезагрегации. Вместо монолитного процессора новый чип делится на четыре отдельные плитки: CPU, SOC, графика и I/O. Каждая плитка работает независимо и может разрабатываться по собственной дорожной карте с учетом специфики производственных процессов и требований. Для эффективного объединения этих "плиток" Intel использует свою технологию Foveros.
Одним из ключевых преимуществ такой раздельной конструкции является ее способность экономить электроэнергию. Традиционные архитектуры процессоров часто требуют активности как центрального процессора, так и концентратора управления платформой (PCH) даже для задач, не требующих значительной вычислительной мощности. Модульный подход Meteor Lake позволяет неиспользуемым модулям оставаться в энергосберегающем режиме глубокого сна, что значительно повышает энергоэффективность.
Взгляд на компоненты Meteor Lake
- Плитка процессора: Сердце Meteor Lake, процессорная плитка, состоит из производительных ядер (P-cores) и эффективных ядер (E-cores). Ядра P, известные как Redwood Cove, обеспечивают повышенную эффективность работы и улучшенную пропускную способность, хотя конкретные улучшения производительности пока не раскрываются. С другой стороны, E-ядра, получившие кодовое название Crestmont, обеспечивают увеличение количества инструкций за такт на 4-6% по сравнению с аналогами Raptor Lake. Это означает, что Meteor Lake обеспечивает более высокую производительность при примерно вдвое меньшем энергопотреблении.
- Графическая плитка: Графическая плитка Meteor Lake обеспечивает удвоение графической производительности, что является значительным скачком, отвечающим постоянно растущему спросу на визуально привлекательный контент. Графическая плитка производится компанией TSMC по 5-нм техпроцессу N5, что позволяет достичь этого замечательного результата.
- Плитка SOC: Плитка SOC (System-on-Chip) Intel также изготавливается компанией TSMC по 6-нм техпроцессу N6. Хотя подробные характеристики не разглашаются, эта плитка играет решающую роль в обеспечении баланса эффективности и производительности Meteor Lake.
- Плитка I/O: Хотя производитель плитки ввода/вывода Meteor Lake не уточняется, она служит важнейшим компонентом, обеспечивающим обмен данными и связь внутри чипа.
Улучшение качества производства и доходности
Meteor Lake знаменует собой амбициозное продвижение Intel в области передовых производственных процессов. Несмотря на то, что чип маркируется как "Intel 4", стоит отметить, что только процессорная плита изготавливается по техпроцессу Intel 4. Графическая плитка и SOC-плитка, в свою очередь, производятся компанией TSMC, что свидетельствует о готовности Intel сотрудничать с отраслевыми конкурентами для достижения своих целей.
Важнейшим достижением является внедрение в техпроцесс Intel 4 технологии экстремальной ультрафиолетовой (EUV) литографии. EUV-литография решает проблему производства транзисторов, размеры которых меньше длины волны света, используемого в процессе травления. Она рассматривается как путь к будущим разработкам в области производства микросхем, выходящим за рамки Intel 4.
Кроме того, модульные плитки Meteor Lake не только повышают энергоэффективность, но и облегчают производственный процесс. Более мелкие плитки снижают влияние мелких ошибок в процессе производства, что приводит к увеличению объема выпуска чипов. Intel ожидает, что при запуске Meteor Lake будет достигнут самый высокий уровень производства за последние десять лет, что может положительно сказаться на доступности и ценах для производителей ноутбуков.
Видение будущего
Meteor Lake от Intel знаменует собой значительный сдвиг в философии дизайна чипов, в котором приоритет отдается энергоэффективности, возможностям искусственного интеллекта и графической производительности, а не мощности процессора. Это напоминает "Centrino moment" компании Intel двух десятилетий назад, когда она объединила процессор, чипсет и технологию Wi-Fi, что стало ответом на потребность отрасли в ноутбуках с низким энергопотреблением.
В Meteor Lake Intel стремится обеспечить производительность, сравнимую с предшественником Raptor Lake, но примерно вдвое меньшее энергопотребление. Этот сдвиг соответствует требованиям заказчиков к более эффективному энергопотреблению и сбалансированным платформам. По словам Мишель Джонстон Холтхаус, исполнительного вице-президента и генерального менеджера подразделения Intel Client Computing Group, Meteor Lake призван удовлетворить эти требования, ориентируясь на пользователей, которым нужны и производительность, и эффективность.
SOC-плитка Meteor Lake: Раскрыта мощь маломощных ядер E-Core
Грядущая процессорная архитектура Meteor Lake компании Intel вызывает большой резонанс в мире технологий, и одной из наиболее интригующих ее особенностей является включение в нее маломощных ядер E-core. Однако эти ядра не будут входить в состав CPU, а будут находиться в составе SOC, который является наиболее сложной частью Meteor Lake и содержит различные второстепенные функции, такие как ИИ-движок NPU, графический движок, PCI Express и другие.
Причина размещения маломощных E-ядер в SOC-плитке кроется в стремлении Intel к энергоэффективности. Благодаря отделению маломощных ядер от процессорной плитки, при необходимости активируется только плитка SOC (или ее определенная часть), что позволяет экономить электроэнергию и продлевать время автономной работы ноутбуков.
Но что же представляют собой эти маломощные ядра E и для каких задач они предназначены? Эти ядра E представляют собой новую итерацию архитектуры Gracemont компании Intel, предназначенную для решения "фоновых ИТ-задач". Хотя конкретный характер этих задач не раскрывается, одна из примечательных демонстраций включала использование маломощного E-ядра для воспроизведения Tears of Steel - видеофайла с открытым исходным кодом, известного своей требовательностью к времени автономной работы ноутбука.
Исторически сложилось так, что при воспроизведении видео большая нагрузка ложилась на центральный процессор, однако подход Intel изменился. В таких процессорах, как Lakefield и Alder Lake, воспроизведение видео было возложено на ядра E и P, а в Meteor Lake этот процесс пошел еще дальше - на крошечную часть SOC-плитки. Такая оптимизация способна значительно увеличить время автономной работы ноутбука, учитывая, насколько часто пользователи используют воспроизведение видео.
В Meteor Lake также представлен обновленный Thread Director, который играет важную роль в распределении рабочей нагрузки между процессорными ядрами. В предыдущих итерациях, таких как Thread Director 2 в Core i9-13900K, задачи изначально направлялись на производительные ядра, а затем при необходимости перемещались на E-ядра. Однако в Meteor Lake этот порядок изменен: сначала приоритет отдается маломощным E-ядрам, затем полноценным E-ядрам и, наконец, P-ядрам. Такое распределение приоритетов основано не на производительности, а на таких характеристиках, как "idle", "sustained" и "bursty".
Интересно, что даже при наличии P-ядер Thread Director будет распределять задачу на свободное маломощное E-ядро. Такой подход подчеркивает стремление Intel к энергоэффективности. Пока неясно, можно ли настраивать политику Thread Director, но возможность ее оптимизации для игровых ноутбуков заставляет задуматься о возможных компромиссах в производительности.
Intel раскрыла некоторые планы по управлению энергопотреблением в Meteor Lake, например, использование искусственного интеллекта для определения взаимодействия пользователя с обычными задачами, такими как загрузка веб-страниц. Эффективное распределение потоков по соответствующим ядрам и переход в состояние простоя при необходимости позволит Intel сэкономить от 10 до 20% энергии без ущерба для работы пользователя. Однако вместо того, чтобы изучать данные отдельных пользователей, Intel намерена применять среднее значение, основанное на данных, полученных от тестовых пользователей, и тесно сотрудничает с Microsoft для оптимизации функций Windows при назначении ядер.
Плитка SOC в Meteor Lake также является домом для NPU (Neural Processing Unit), который представляет собой вступление Intel в "эру ПК с искусственным интеллектом". Этот NPU является ключевым компонентом всех версий Meteor Lake и представляет собой третье поколение технологий Intel в области искусственного интеллекта. Путь Intel в мир ИИ начался с приобретения компании Movidius в 2016 году, что привело к внедрению дискретных карт ИИ в некоторые ПК для решения таких задач, как размытие фона и фильтрация шумов.
Общая цель Intel заключается в том, чтобы подготовить ПК к использованию ИИ в будущем, хотя конкретные задачи остаются неопределенными. NPU в Meteor Lake включает в себя два нейронных вычислительных блока, каждый из которых оснащен двумя DSP Shade с технологией VLIW (Very Long Instruction Word), способными выполнять до восьми инструкций за цикл. Хотя эти технические подробности могут показаться пугающими, они подчеркивают способность NPU обрабатывать большой объем инструкций умножения-накопления (MAC), что крайне важно для обработки данных ИИ. Однако в отрасли отсутствуют установленные эталоны или точки отсчета, позволяющие определить, что такое "хороший" ИИ с точки зрения технических характеристик.
Уникальная сила Intel заключается в синергии между CPU, GPU и NPU, когда каждый компонент дополняет другой. В качестве наглядного примера можно привести 20 итераций Stable Diffusion, генератора искусственного интеллекта, и тестирование различных комбинаций использования ядер: только CPU, только GPU, только NPU и комбинации всех трех компонентов. Результаты показали, что использование только NPU является наиболее энергоэффективным вариантом, однако оптимизация производительности не является простой задачей и может потребовать принятия решений на уровне пользователя или системы.
Кроме того, Intel интегрирует в GPU инструкцию DP4A - специализированную инструкцию GPU, предназначенную для ускорения задач ИИ, что еще больше расширяет общие возможности ИИ в Meteor Lake.
Связь нового поколения
Одним из интересных открытий, связанных с Meteor Lake, стала поддержка PCI Express Gen 5 (PCIe 5), хотя точное количество дорожек остается загадкой. Аналогичным образом Intel оставила нас в догадках относительно того, какой тип Ethernet будет поддерживаться этим чипом и сколько соединений шины USB он обеспечит. Однако ясно, что Thunderbolt 4 будет входить как часть чипа, хотя версию Thunderbolt 5 со скоростью 80 Гбит/с мы в Meteor Lake не увидим.
Положительным моментом является то, что Intel подтвердила поддержку памяти DDR5 и LPDDR5, что позволит пользователям значительно увеличить производительность памяти. Хотя совместимость с DDR4 и LPDDR4 неясна, включение Wi-Fi 6e и Wi-Fi 7 гарантирует, что Meteor Lake обеспечит широкие возможности беспроводного подключения.
Инновационный подход Intel к управлению питанием заключается в разделении SOC-плитки на две половины, соединенные между собой соответственно каналом ввода-вывода и каналом NOC. Такое разделение направлено на минимизацию энергопотребления, позволяя каждой половине работать максимально независимо.
Впечатляющие возможности графики
Возможности Meteor Lake распространяются и на дисплейные технологии. Он поддерживает до одного дисплея 8K60 с HDR или до четырех дисплеев 4K60, также с HDR. Для геймеров Meteor Lake обеспечивает поддержку одного дисплея 1080p или 1440p с потрясающей частотой 360 Гц, что является значимым событием для игрового сообщества.
Мультимедийный движок Meteor Lake тоже не отстает: он способен декодировать и кодировать 8K60 10-битный HDR, поддерживая различные кодеки, включая открытый кодек AV1. Этот кодек уже продемонстрировал впечатляющие результаты в отдельном чипе Intel Arc.
Кроме того, Intel встроила в дисплейный движок функции энергосбережения. Meteor Lake может интеллектуально пропускать повторяющиеся кадры, а два из четырех конвейеров дисплея оптимизированы для низкого энергопотребления, что делает его идеальным для таких устройств, как складные смартфоны с виртуальными клавиатурами.
Intel сделала смелый шаг в области графики, создав Meteor Lake. Чип включает в себя элементы как интегрированной, так и дискретной графики, опираясь на интегрированный GPU Xe, использовавшийся в предыдущих процессорах Core, и интегрируя функции автономных графических процессоров Arc.
Intel обещает вдвое большую производительность по сравнению с предыдущими ядрами Xe и вдвое большую производительность на ватт. Такой прирост обеспечивается за счет увеличения тактовой частоты, большей плотности кремния и повышения эффективности. В Meteor Lake также используются восемь ядер Xe из Arc A770, а также восемь блоков трассировки лучей, что делает трассировку лучей стандартной функцией интегрированного GPU.
Аппаратные средства готовы к трассировке лучей, но разработчики программного обеспечения должны в полной мере воспользоваться этой возможностью. Архитектура XeLPG в Meteor Lake включает четыре ядра Xe на "срез", 16 256-битных векторных движков и 192 КБ общего кэша L1/SLM, а также встроенную поддержку DirectX 12 Ultimate.
В XeLPG Meteor Lake также внедрены инструкции FP64 и внепорядковая выборка - функции, которые обещают повысить совместимость и производительность программного обеспечения. Хотя конкретные данные о производительности в играх пока не разглашаются, внутренние абстрактные тесты производительности свидетельствуют о значительном улучшении по сравнению с предыдущими технологиями Intel.
Ответ Intel на DLSS от Nvidia - XeSS - также является частью графического пакета Meteor Lake. Она рендерит кадры в более низком разрешении, а затем повышает их масштаб, экономя энергию и улучшая качество изображения. Экономия энергии впечатляет: XeSS снижает энергопотребление по сравнению с традиционным рендерингом.
Функция Intel Endurance Gaming, реализованная в приложении Intel Arc Control, обеспечивает точное управление питанием в играх. Она позволяет эффективно распределять энергию, обеспечивая плавную работу таких игр, как Rocket League, при низком энергопотреблении, что делает ее привлекательным выбором для портативных устройств.
Плитка I/O и будущие возможности
Хотя большая часть функций ввода/вывода находится в плитке SOC, Intel намекнула на наличие четвертой плитки ввода/вывода с функциональностью, специфичной для конкретного рынка. Подробности об этой плитке остаются скупыми, что оставляет возможность для спекуляций относительно ее назначения и потенциала.
Meteor Lake будет включать в себя интерфейсы Thunderbolt 4 и внешний USB, обеспечивая ожидаемые возможности подключения. Однако Intel намекнула, что плитка ввода/вывода может быть адаптирована в соответствии с требованиями рынка, что открывает двери для интересных возможностей.
Таким образом, инновационные маломощные ядра E-cores, Thread Director и NPU Meteor Lake способны произвести революцию в области энергоэффективности и возможностей ИИ в ноутбуках и ПК. Стремление Intel оптимизировать задания ядра и сотрудничество с такими поставщиками программного обеспечения, как Microsoft, подчеркивают стремление компании повысить эффективность работы пользователей и продлить время автономной работы. В ожидании выхода Meteor Lake будущее ноутбуков и ПК представляется многообещающим, предлагая значительные достижения в области управления питанием и обработки искусственного интеллекта.
Одним из интригующих аспектов является возможность перехода Intel на гибкий цикл разработки каждой плитки, подобно тому, как приложения Windows, например Photos, получают независимые обновления. Такой подход может позволить Intel оперативно реагировать на изменяющиеся технологические потребности.
Технологии Intel на системном уровне
Помимо аппаратного обеспечения, Intel инвестирует в технологии системного уровня для платформ Meteor Lake. К ним относятся:
Wi-Fi 7: радиочип Intel BE200, также известный как Gale Peak 2, будет интегрирован в платформы Meteor Lake. Этот чип поддерживает Wi-Fi 7 со скоростью до 5,76 Гбит/с, что в перспективе может превзойти по производительности проводной Ethernet.
Intel Unison: Программное обеспечение Intel Unison призвано улучшить взаимодействие между ноутбуками и смартфонами, в частности устройствами на базе Android. Оно предлагает такие функции, как расширение экрана для планшетов на базе Android и улучшение беспроводной связи через несколько соединений.
Intel Cool, Quiet, Performant: Эта инициатива, являющаяся частью программы Intel Evo, предполагает совместную разработку с производителями ПК оптимизации скорости вращения вентиляторов и управления рабочей нагрузкой для повышения эффективности и акустики.
Заключение
Несмотря на то, что Intel представила Meteor Lake в большом количестве, многие детали остаются нераскрытыми. Остаются вопросы о датах выпуска, тактовых частотах и конфигурациях, ориентированных на конкретные рынки. Плиточная архитектура Intel обеспечивает гибкость, позволяя реализовать различные варианты в соответствии с требованиями рынка.
Пока мы ждем ответов от конкурентов, таких как AMD и Qualcomm в области портативных устройств, Intel продолжает доминировать на рынке процессоров для ноутбуков. С появлением Meteor Lake компания Intel заложила основу для следующего поколения вычислительных систем, обещая повышенную производительность, инновационную графику и самые современные возможности подключения. Для многих решение о выборе микропроцессора для своего ноутбука уже принято.
PS: Уважаемые читатели не забывайте ставить лайки если статья Вам понравилась, это помогает развитию канала. Заранее спасибо!
⚡⚡⚡ Друзья! Если вам нравится то, что я делаю, и вы хотите, чтобы это продолжалось, приглашаю поддержать меня и внести свой посильный вклад. Вместе мы сила! Спасибо за вашу поддержку! ⚡⚡⚡
