Intel Alder Lake S: il produttore pubblica ulteriori dettagli sui processori
Intel ha annunciato nuovi dettagli sui processori Alder Lake all'Architecture Day. Tra le altre cose, il produttore rivela come viene controllata la tecnologia ibrida.
Alder Lake S di Intel sarà il primo processore desktop con due tipi di core x86. Con core di prestazioni più grandi «Golden Cove» (P-core) e core di efficienza più piccoli «Gracemont» (E-core). Quindi i due lavorano in una configurazione simile a quella di big.LITTLE di ARM. A seconda della configurazione, i processori Alder Lake S offrono diversi numeri di core.
Processori mobili e desktop con la stessa microarchitettura
Con Alder Lake, Intel riporta i processori desktop e mobile sotto una microarchitettura comune. Quindi Alder Lake includerà CPU da 7 a 125 watt di potenza.
Intel ha quindi sviluppato tre matrici fisiche, tutte basate su Alder Lake. Un die è un singolo pezzo di un wafer di semiconduttori. Questi hanno diversi numeri di core CPU, diverse dimensioni di iGPU e altri componenti sul die. I P-core sono fisicamente grandi e la loro cache L3 occupa molto spazio sul silicio. Gli E-core sono disponibili in cluster di 4 core ciascuno.
Il segmento desktop con il nuovo socket LGA1700 ha il die più grande, che consiste in un massimo di 8 P-core e 8 E-core. Tuttavia, l'iGPU sulla versione desktop è la più piccola con 32 unità di esecuzione (EU). La frequenza di clock può però essere molto più alta sui processori desktop grazie a un raffreddamento migliore, che dovrebbe compensare il minor numero di unità di esecuzione. Inoltre, c'è un complesso 16x PCIe Gen 5 e 4X PCIe Gen 4 sul die. Naturalmente, DDR5 non deve mancare nel desktop. Tuttavia, tutti i chip dovrebbero essere retrocompatibili con DDR4. Questi processori forniranno fino a 125 watt di potenza.
Si dice che un die leggermente più piccolo per la gamma di potenza da 28 a 45 watt abbia fino a 6 P-core e 8 E-core. DDR5 e LPDDR5 sono disponibili per l'interfaccia di memoria. Con PCIe Gen 5, sono disponibili meno lane, ma l'iGPU ha 96 unità di esecuzione.
Il più piccolo die, con una gamma di potenza da 7 a 28 watt, è destinato ai dispositivi ultra portatili. Qui vengono utilizzati solo fino a 2 P-core e 8 E-core. La iGPU è anche prevista con 96 unità di esecuzione, nonché DDR5 così come LPDDR5, ma supporta solo PCIe Gen 4.
Fonte: Intel
Tutte le varianti Alder Lake sono prodotte con il processo Intel 7 e sono capaci di Thunderbolt 4. Le varianti desktop sono previste per il rilascio a ottobre 2021, quelle mobili probabilmente all'inizio del 2022.
Il direttore d'orchestra: Thread Director
A causa dei due diversi tipi di core, i processori Alder Lake hanno un set di istruzioni (ISA) più complesso dei precedenti processori Intel Core. Gli E-core non hanno il set di istruzioni completo e le capacità hardware dei P-core. I due tipi di core hanno una diversa larghezza di banda prestazione-per-watt e sono progettati per carichi di lavoro diversi. È importante non inviare il compito sbagliato al core sbagliato. Da un lato, questo può compromettere le prestazioni, dall'altro, causare il crash del sistema a causa del set di istruzioni sbagliato. Quindi deve essere controllato. Poiché un'implementazione a livello di sistema operativo non è sufficiente, Intel ha creato il Thread Director.
Fonte: Intel
In poche parole, il Thread Director è un hardware abstraction layer specializzato (HAL). Interagisce con il sistema operativo e il software da un lato e con i due core della CPU dall'altro. Il compito è quello di distribuire i carichi di lavoro tra i P-core e gli E-core. Tuttavia, a causa della complessità dei core e della loro interazione, Intel ha rinunciato a AVX-512. Inoltre, il gigante dei chip raccomanda Windows 11 per un utilizzo ottimale dei due tipi di core.
Cosa fanno i due core insieme?
I P-core dei processori Alder Lake S si dice che gestiscano il 19 percento in più di istruzioni per ciclo (IPC) rispetto agli attuali processori Rocket Lake. Tuttavia, i molti IPC da soli non sono sufficienti per Intel per raggiungere AMD e il suo top di gamma a 16 core Ryzen 9 5950X. Pertanto, si presume che i P-core abbiano una frequenza di clock fino a oltre 5,3 GHz.
Secondo Intel, la crescita dell'IPC deriva dal fatto che i P-core sono più larghi, più profondi e più intelligenti. Ogni core x86 contiene tre componenti: front-end, fase di esecuzione e fase di carico/stoccaggio. Il front-end è più ampio perché, tra le altre cose, il buffer traduzione (TLB) è due volte più grande che in Rocket Lake. La fase di esecuzione è più profonda, tra l'altro, perché vengono aggiunte altre due porte di esecuzione. Allo stesso modo, la fase di carico/stoccaggio ha più cache L2.
Tuttavia, gli 8 P-core di Alder Lake S sono ancora troppo deboli per tenere il passo con AMD e il Ryzen 9 5950X. Intel vuole rimediare con gli efficienti ma tutt'altro che lenti E-core. Si dice che gli E-core in Alder Lake S forniscano il 40 percento di prestazioni in più con un consumo energetico paragonabile a quelli dell'architettura Skylake (Core i-6000) introdotta nel 2015.
La combinazione dei P-core ad alte prestazioni dotati di un IPC migliore con gli E-core efficienti ma ancora potenti, è destinata a compensare il ritardo di Intel rispetto ad AMD.
Tecnologia e società mi affascinano. Combinarle entrambe e osservarle da punti di vista differenti sono la mia passione.