Intel 4 reivindica um futuro segmentado para CPUs móveis

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.

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).

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.

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.