Следващият компютърен микропроцесор на Intel, Alder Lake, бележи радикална промяна за Intel. Неговият първи масов хибриден процесор Core съчетава двигатели за „производителност“ и „ефективност“, за да осигури или производителност, или по-дълъг живот на батерията, когато вашият компютър има най-голяма нужда от това.
Според Intel, Alder Lake се очаква „по-късно тази есен“, най-вероятно като чип Core от 12-то поколение. Intel ще произвежда три версии на Alder Lake – една за десктоп и още две за лаптопи – с до 16 ядра и 24 нишки. Alder Lake също ще отбележи въвеждането на Intel на PCI Express 5 и DDR5 памет, казаха ръководители на Intel Architecture Day в четвъртък.
Интересното е, че Intel разработи съвместно с Microsoft специален планировчик на нишки, предназначен за Windows 11, който ще оптимизира производителността. Настолни и преносими компютри с Alder Lake вътре в тях трябва да съчетават и съчетават по-висока производителност там, където е необходимо и предлагат по-дълъг живот на батерията, тъй като Intel продължава да става все по-добър в присвояването на правилното процесорно ядро за правилната задача. Компанията казва, че нейното ядро за производителност трябва да осигури 19 процента повече производителност от днешния настолен чип „Rocket Lake“ от 11-то поколение.
Долната линия? Вероятно е честно да се каже, че се работи по основен ремонт на Intel Core PC за тази есен.
Какво е Alder Lake?
Alder Lake, следващото поколение Core архитектура на Intel, ще бъде доставена тази есен за настолни и мобилни компютри. Intel ще предложи един настолен процесор с два чипа, плюс два мобилни чипа: един за масови компютри и един за тънки и леки таблети. Всички те са изградени върху наскоро преименувания Intel 7 процес на Intel, от 9-ватови таблети до 125-ватови настолни компютри.
Конфигурациите на Alder Lake ще изглеждат така по-долу. (Intel също използва термина „P-Cores“, за да опише производителни ядра, и „E-Cores“, за да опише ядра с ниска енергийна ефективност.)
Когато Intel за първи път разкри Alder Lake миналия август, знаехме, че това няма да е традиционен процесор на Intel. Вътре има два типа обработващи ядра: ядро за „производителност“, което ще се включва за приложения като игри, и ядро за „ефективност“, използвано за фонови задачи, като синхронизиране на имейл.
Arm използва този хибриден подход в продължение на много години, както и нишовият процесор Intel Lakefield също го направи. Нито един от тях не се отличава с представяне. Раджа Кодури, старши вицепрезидент на Intel за групата AXG, се опита да разграничи Alder Lake, наричайки го „хибрид с производителност“ – помислете за Ferrari SF90 Stradale, а не за Toyota Prius.
Alder Lake не използва Arm ядра. Ядрата за „производителност“ на Intel използват традиционния CPU дизайн на Intel „Cove“, а ядрата за ефективност използват дизайна Atom на Intel.
Денят на Intel Architecture беше за маниаците на чипове. Очакваме Intel Innovation, шоу, което Intel ще проведе на 27 октомври като заместител на уважавания Intel Developer Forum, за да отговори на въпросите, на които купувачите на чипове ще искат отговор: колко бързо ще работи Alder Lake, марката и номерата на модела и колко ще струват тези чипове.
Основни промени, идващи с компютрите Alder Lake
Вече знаем за големи промени, засягащи начина, по който ще се изграждат компютрите Alder Lake, особено от компютрите „Направи си сам“. От една страна, настолният процесор на Alder Lake ще използва LGA1700 сокет, открита тайна, която изплува, когато производителите на платки и производителите на охладители за чипове проектират около новия чип. По-големият LGA1700 сокет заменя стандартния LGA775 сокет, използван повече от десетилетие в компютърното пространство, което означава, че ще трябва да закупите нова дънна платка и охладител, ако създавате компютър Alder Lake.
Alder Lake също използва интерфейс за хибридна физическа памет, който поддържа четири различни типа памет: DDR4-3200, LPDDR4x-4266, както и чисто новата технология DDR5 и нейните модули DDR5-4800 и LPDDR5x . (DDR5, нова технология за памет, разработена през 2017 г., се работи от години, въпреки че пристигна малко по-късно от очакваното.) Арик Гихон, главният архитект на Alder Lake, каза на присъстващите, че Alder Lake ще може да часовник увеличаване или намаляване на скоростта на паметта, пестене на енергия, в отговор на евристичен анализ в реално време на извършваната работа. Alder Lake на Intel ще ви предложи опцията за закупуване на нова, по-гореща и по-скъпа DDR5 памет, но също така трябва да имате възможност да използвате повторно вашата по-стара компютърна памет.
Точно както двигателят на вашия автомобил всъщност е колекция от отделни части, така и „чиповете“ на Intel се превръщат в колекция от отделни логически блокове, опаковани заедно по различни начини. Gihon ги нарече „градивни елементи“ и показа някои от неочакваните разлики между настолните и мобилните чипове. На диаграмата по-долу, например, можете да видите, че настолният чип Alder Lake няма възможности за Thunderbolt и има по-малък брой интегрирани графични ядра, отколкото мобилните чипове Alder Lake.
Накрая, Alder Lake на Intel ще включва първата поддръжка на Intel за PCI Express 5, обявена през 2019 г. PCIe Gen 5 поддържа до два пъти по-голяма честотна лента от PCIe 4 или 64GBps през 16 ленти. Това, разбира се, вероятно ще бъде погълнато както от графичните карти, така и от SSD. Ранна снимка на чипсета Alder Lake показва, че предлага x16 PCIe Gen 5 за графични карти и x4 връзка към PCIe Gen 4 за SSD.
Общото представяне на Alder Lake остава донякъде открит въпрос. Спомнете си, че първият опит на Intel за хибридна процесорна архитектура, Lakefield, дойде и си отиде с доклади за лоша производителност. Имаме обаче първото предположение за това как ще се представи ядрото за производителност на Intel.
Новото ядро за производителност на Intel
„Ядрото за производителност“ или „P-Core“ на Intel е по същество наследството от чиповете Core, пренесени в Alder Lake. Често наричаме микропроцесорите на Intel с техните кодови имена – Skylake, Rocket Lake – но Intel има свои собствени вътрешни кодови имена само за своите процесорни ядра: например малко използваното кодово име „Sunny Cove“. Официално това е „Golden Cove“, но ще го видите просто като ядро за изпълнение. Но според Koduri на Intel това е ядрото, което е проектирано за чиста скорост.
Според Яди Гоаз, директор на Intel Core CPU архитектурата, ядрото за производителност е проектирано да подобри общата производителност на процесора с една нишка, но също така да предвиди нуждите от AI и други функции в лаптопи, настолни компютри и сървъри . Intel реши последния проблем с нов копроцесор на AI матричен двигател. Има и нов интелигентен контролер за управление на захранването.
Докато Goaz навлезе дълбоко в тънкостите на дизайна, има няколко основни извода: P-Core е по същество по-широк и по-дълбок от преди, със способността да извършва по-добро предсказване на разклонения за приложения с много код. Кешовете на чипа са подобрени, за да поемат по-добре пропуски на данни. Ядрото за производителност също интегрира нов микроконтролер, който може да изследва нуждите на приложенията за микросекунда, дори по-бързо от милисекунда. „Резултатът е по-висока средна честота за всяко дадено приложение“, каза той.
Goaz каза, че ядрото за производителност на Alder Lake ще предложи 19-процентно подобрение спрямо ядрото „Cypress Cove“, намерено в Rocket Lake, въз основа на различни конвенционални, настоящи бенчмаркове: Spec CPU 2017, Sysmark 25, PCMark 10 и други . Това сравнение се основава на работа на двата чипа на една и съща честота, 3,3 GHz. „Това ниво на подобрение е дори по-голямо от това, което доставихме с ядрото Sunny Cove спрямо ядрото Skylake“, каза Гоаз.
На конференцията Hot Chips на 23 август ръководителите на Intel казаха, че P-Core предлага 50 процента повече производителност спрямо E-Core, според блога на живо на Anandtech от презентацията на Intel.
За нови приложения Intel разработи набор от нови разширения за инструкции, наречени Advanced Matrix Extensions или AMX. AMX е проектиран за машинно обучение/AI, като и двете са се превърнали в точки за продажба на хардуер за центъра за данни.
Защо дори да разработваме настолни чипове Alder Lake с ефективни ядра? „Напълно сте прав – животът на батерията няма значение за настолни компютри“, каза Стивън Робинсън, CPU архитект и сътрудник на Intel. — Но термиките го правят. Вентилатори, мощност на охлаждане – в един момент имате лимит.“
И затова Intel проектира своите нови ефективни ядра.
Новото ядро за ефективност на Intel
Първото нещо, което трябва да знаете за ядрото за ефективност на Intel е, че... добре, това също е ядро за производителност, нещо като. По-рано наречено „Gracemont“, ядрото за ефективност на Intel е по същество чип Atom от четвърто поколение, който няма възможностите за хипернишки на ядрото за производителност на Intel. „Нашата основна цел беше да изградим най-ефективното ядро X86 в света, като същевременно предоставяме повече инструкции на такт от най-продуктивната архитектура на Intel до момента“, каза Робинсън.
Тази архитектура беше шестото поколение чип на Intel „Skylake“ и ядрото за ефективност на Intel очевидно го замества във всяко отношение. Четири от E-Cores (също произведени в процеса Intel 7 на Intel) заемат пространството на матрицата на едно ядро Skylake.
Новият E-Core също осигурява 40 процента по-висока производителност от Skylake. Ако поставите четири E-Cores срещу двойна система Skylake, използвайки четири нишки, пак ще получите 80 процента повече производителност с по-малко енергия, каза Робинсън. „Надминаваме производителността на Skylake Core, като консумираме по-малко енергия в по-малък отпечатък“, добави той.
Intel Thread Director: как всичко си пасва заедно
Thread Director на Intel е планировчик на нишки, нещо като трафик полицай в операционната система, който гарантира, че операциите с висок приоритет се обработват първо и прави сигурни, че микропроцесорът не изпитва глад за данни. Сега, с Alder Lake, въпросът става: Коя задача е първа и на кой тип процесорно ядро трябва да се изпълнява?
Това е работата на Thread Director, разработен от Intel планировчик, специално проектиран за Windows 11. Досега приложенията, работещи на преден план (като уеб браузъра, който използвате, за да прочетете тази история), бяха с най-висок приоритет .
Thread Director отива крачка напред, като анализира нуждите от производителност на всяка нишка, присвоява ги на правилния тип ядро и след това ги преназначава в движение, ако се появят нови нишки. Rajshree Chabukswar, старши главен инженер на Intel, отговарящ за усилията, каза, че Thread Director ще управлява общи потребителски задачи като игри, игри и стрийминг, приложения за производителност и др. Тъй като Intel Thread Director работи в хардуер, а не в софтуер, разработчиците няма да се опитват сами да задават тези приоритети.
Интересно е, че може да има сценарии, при които E-core предлага по-висока производителност от P-Core и когато P-Core действително е по-ефективен. Действителната честота, на която тези ядра ще работят, ще бъде коригирана от изчислителното натоварване и балансирана между различните типове ядра. Фоновите нишки ще работят на ниска тактова честота, а нишките с висок приоритет ще работят на по-висока честота, каза Intel на конференцията Hot Chips. Всички натоварвания на AI ще бъдат присвоени първо на P-Cores, според блога на живо на Anandtech.
Остават някои въпроси. От една страна, има време: според Chabukswar поддръжката на Thread Director ще бъде включена в „предстоящата версия на Windows 11“, което означава, че Windows 11 трябва да поддържа Alder Lake при стартирането. Но все още не е ясно дали Windows 10 ще се радва на същата поддръжка. Chabukswar каза, че все още има „хибридна доброта“ с Windows 10, но добави, че Windows 11 ще предостави възможност за динамично преместване на нишки напред и назад между ядрата за производителност и ефективност. Изглежда, че Windows 10 може да няма тази възможност, което прави комбинацията от Windows 11 и Alder Lake много по-ефективна.
„Подреждането на графика на нишките и други неща се грижат за Windows 10“, каза Чабуксуар. „Windows 11 го извежда на следващото ниво.“
Chabukswar също намекна, че Alder Lake ще работи по различен начин на Windows 10 спрямо Windows 11, но може да не е толкова лесно, колкото по-високите резултати за производителност. Вместо това тя каза, че система Windows 11 с активиран Thread Director може да бъде по-ефективна при прехвърляне на задачи напред и назад между ядрата за производителност и ефективност. Резултатите може да са трудни за количествено определяне: със задачи с нисък приоритет, предадени на E-ядра, ще се подобри ли производителността, когато P-ядрата бъдат освободени? Или животът на батерията ще се удължи? Всичко това може да изисква някои тестове.
Тази седмица Intel не каза нищо за Meteor Lake, евентуалният наследник на Alder Lake. Въпреки това, компанията закри своя Intel Architecture Day със съобщение от новия си главен изпълнителен директор Пат Гелсингер, което напомня на всички да присъстват на Intel Innovation в края на октомври. Може ли това да е парти за представяне на лаптопите Alder Lake на Intel? Надяваме се.
Актуализирано на 23 август в 9:46 ч. с допълнителни подробности.
