sexta-feira, novembro 22, 2024

Intel 4 reivindica um futuro segmentado para CPUs móveis

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Em uma palestra no evento de inovação da Intel em San Jose, o CEO Pat Kelsinger revelou detalhes sobre a próxima plataforma cliente Meteor Lake. O Meteor Lake da Intel marca o início de uma nova era para o fabricante de chips, afastando-se do confuso nó Intel 7 e lançando o pacote Foveros 3D com litografia EUV para sua próxima plataforma móvel cliente. Meteor Lake usa pela primeira vez uma arquitetura de chips segmentados e lado a lado para seus processadores centrados no cliente, mudando a natureza dos chips de consumo da Intel. E, segundo a Intel, todas estas mudanças permitiram trazer algumas melhorias significativas no mercado mobile.

A primeira CPU de consumidor baseada em chiplet da Intel divide as funções comuns de uma CPU moderna em quatro blocos separados: computação, gráficos, SoC e um bloco de E/S. A composição do bloco de computação inclui um novo par de núcleos, um núcleo B chamado Redwood Cove e um novo núcleo E chamado Crestmont. Ambos os núcleos prometem ganhos de IPC em relação aos seus homólogos anteriores, mas um novo tipo de e-core é incorporado diretamente no bloco SoC, que a Intel chama de “ilha de baixo consumo de energia”. Esses novos e-cores LB são projetados com a ideia de retirar menos cargas de trabalho e processos do bloco de computação que consome mais energia e carregá-los inteiramente em blocos mais eficientes e de menor consumo de energia. Outras adições importantes incluem uma unidade de processamento neural (NPU) inédita da Intel, que fica dentro do bloco SoC e foi projetada para trazer recursos de IA no chip para cargas de trabalho e inferência, abrindo caminho para o futuro.

Com o Meteor Lake, a Intel pretende se posicionar de forma mais competitiva no mercado móvel com melhorias significativas na computação central, no bloco gráfico Xe-LPG Arc da Intel, recursos gráficos integrados aprimorados e uma variedade de NPUs aditivos. Vantagens da IA Meteor Lake também define o cenário para a Intel e a separação modular, com o empacotamento Foveros 3D se tornando um recurso-chave do roteiro de processadores da Intel para o futuro, à medida que o processo Intel 4 é lançado e serve como um trampolim para se tornar a próxima grande plataforma da Intel. Vantagem em suas fábricas, Intel 3.

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Intel Meteor Lake: Intel 4 Foveros usa embalagem 3D

A arquitetura Meteor Lake da Intel não é apenas mais uma iteração em uma longa linha de avanços de processador; Segundo a empresa este é um salto revolucionário. Falando no Tech Tour 2023 da Intel em Penang, Malásia, Michelle Johnston Holhaus, vice-presidente executiva e gerente geral do Client Computing Group (CCG) da Intel, observou que a Intel atingiu um ponto de inflexão em seu roteiro de clientes. À medida que avançamos no roteiro de ‘5 nós em 4 anos’ da Intel, a arquitetura é uma melhoria em relação aos processadores clientes existentes em termos de desempenho, revelando mais detalhes sobre o Meteor Lake no Intel Technology Tour na Malásia.

Meteor Lake é construído na arquitetura segmentada da Intel impulsionada pelo pacote Foveros. Ele foi projetado para melhorar o desempenho e a eficiência energética. A arquitetura consiste em quatro blocos distintos e exclusivos conectados pela tecnologia de empacotamento 3D Foveros da Intel. Inclui um bloco de computação construído no Intel 4, enquanto o bloco gráfico é construído no nó N5 da TSMC. Os outros dois chips que a Intel está implementando no Meteor Lake são o chip SoC que atua como hub central com um NOC integrado. Esta é a primeira vez que a Intel usa Network-on-Chip (NOC) em seus processadores clientes, uma abordagem simplificada para NOC em seus FPGAs Agilex existentes. Enquanto no Agilex, o NOC é separado em diferentes alvos NoC e transições dentro da infraestrutura do NoC, no Meteor Lake, ele se conecta diretamente à malha de E/S por meio do IoC, que alimenta a malha de E/S. O próprio NOC está diretamente conectado ao bloco gráfico, ao bloco de computação e a outros componentes do SoC.

Esta abordagem modular permite uma arquitetura de gerenciamento de energia básica e escalável que suporta segmentação, permitindo que cada camada opere de forma independente. Esse design segmentado prioriza o desempenho, rejeitando gargalos de largura de banda com E/S em um design monolítico e visando maior eficiência energética. O aspecto mais notável da separação é que a Intel pode selecionar processos de silício específicos para cada chip e não está limitada a um único nó de processo. Além das vantagens de eficiência energética e área de pacote de uma arquitetura lado a lado, é mais barato para a Intel fabricar CPUs com menos máscaras por meio de EUV, mas também permite que a Intel mantenha a mesma plataforma e dimensione novos IPs em produtos futuros, o que é outra. Fator de economia de custos (para Intel).

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Comparado ao Mobile Raptor Lake, que é feito usando embalagens multi-chip (MCB), o Meteor Lake usa embalagens Foveros PGA e oferece interconexões de baixa potência, com a Intel confirmando uma pequena penalidade de energia entre 0,15 e 0,3 pJ. (pJ) Contato telha a telha. Algumas das vantagens do Foveros incluem melhor personalização por meio de ladrilhos, o que permite à Intel fabricar chips e implementar blocos e IP específicos dependendo da qualidade do chip. Últimos gadgets e aparelhos. Embora o nó Intel 7 possa não ser tão provável quanto eles esperavam, a Intel promete maiores rendimentos de wafer no 4.

O gerenciamento de energia é feito usando um sistema de gerenciamento de energia escalável que oferece suporte à operação independente de cada bloco. A integração entre vários controladores de gerenciamento de energia (BMCs) e software de sistema foi projetada para otimizar diversas cargas de trabalho. A arquitetura Meteor Lake da Intel introduz uma nova estrutura escalável para melhorar a eficiência energética e estender a largura de banda em áreas anteriormente com gargalos, como E/S.

Indo ainda mais longe nos controladores de energia da arquitetura Meteor Lake, a Intel integrou controladores de gerenciamento de energia independentes em cada bloco. Como parte do uso de Foveros, cada bloco deve gerenciar a energia de forma independente, e o uso de PMCs no NOC, na malha de E/S e em cada bloco permite que o gerenciamento de energia seja independente do número de núcleos. Cada pacote.

Por representar a mudança arquitetônica mais significativa em aplicativos clientes em quatro décadas, o Meteor Lake representa uma mudança arquitetônica monumental, não apenas uma atualização incremental. Isso ocorre porque é o primeiro aplicativo cliente a ser construído usando chips em vez de um formato homogêneo. A arquitetura foi projetada para ser a base da estratégia da Intel para impulsionar a inovação em PCs na próxima década. Observando alguns dos detalhes mais sutis da arquitetura Meteor Lake da Intel, ela usa a tecnologia de empacotamento Foveros da Intel, que usa empilhamento de chips 3D para superar as armadilhas dos layouts tradicionais de chips 2D.

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Como podemos ver na revelação acima da Intel no Hot Chips 2023, há saliências conectando cada uma das camadas superior e inferior. O uso do pacote Foveros FDI fornece uma interface de semicondutor de óxido metálico complementar (CMOS) de baixa tensão, o que significa que o circuito pode ser operado com tensões mais baixas e, portanto, com menor envelope de potência. Outra vantagem do FDI é a sinalização síncrona e assíncrona, o que significa que a transmissão do sinal pode lidar com blocos de dados totalmente duplicados.

A configuração de um SoC Meteor Lake inclui um substrato de pacote, que é a base para a matriz base assentar usando Foveros Die Interconnect (FDI). O invólucro base tem um espaçamento de matriz de 36 µm com camadas de metal e uma energia operacional de 0,15 a 0,3 pJ a 2 GHz; Pode ou não variar com tensões, amperes e frequência. Não é porque é um bloco básico Um chiplet ativoSua única função é servir de base para todas as camadas metálicas das diversas lógicas e chips. colocar.

Uma composição da arquitetura Meteor Lake da Intel, o Meteor Lake usa quatro núcleos distintos para compor a CPU. Isso inclui computação, SoC, GPU e bloco de E/S, todos com aplicativos, recursos e flexibilidade exclusivos relacionados ao IP. O gerenciamento de energia também foi reformulado. Extraído da tecnologia de empacotamento Foveros da Intel, cada bloco no Meteor Lake requer seu próprio gerenciamento de energia. A solução da Intel é um sistema hierárquico de gerenciamento de energia que usa NoC, malha IO e controladores de gerenciamento de energia em cada matriz individual.

Nas próximas páginas, forneceremos informações sobre cada um dos quatro blocos, o que cada bloco traz para a mesa e as diversas tecnologias que impulsionam a inovação por meio do Meteor Lake.

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