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Intel 4 presagia el futuro segmentado de las CPU móviles

Intel 4 presagia el futuro segmentado de las CPU móviles

Durante el discurso de apertura en el evento Intel Innovation en San José, el CEO Pat Gelsinger reveló una serie de detalles sobre la próxima plataforma de cliente Meteor Lake. Meteor Lake de Intel marca el comienzo de una nueva era para el fabricante de chips, a medida que se aleja del desordenado nodo 7 de Intel y comienza a implementar su propio paquete Foveros 3D con litografía EUV para su próxima plataforma móvil para clientes. Meteor Lake utiliza por primera vez una arquitectura de chip desagregada en mosaico para sus procesadores centrados en el consumidor, cambiando la naturaleza de los chips de consumo de Intel en el futuro. Según Intel, todos estos cambios les han permitido realizar algunos avances significativos en el mercado móvil.

La primera CPU de consumo basada en chipset de Intel divide las funciones comunes de una CPU moderna en cuatro cajas individuales: computación, gráficos, SOC y placa de E/S. Dentro de la composición de la placa de computación hay un nuevo par de núcleos, un núcleo P llamado Redwood Cove y un nuevo núcleo E llamado Crestmont. Ambos núcleos prometen mejoras en IPC respecto a sus homólogos anteriores, pero quizás la inclusión más interesante sea un nuevo tipo de núcleo electrónico integrado directamente en la placa SoC, que Intel llama una “isla de bajo consumo”. Estos nuevos núcleos LP E están diseñados con la idea de que las cargas de trabajo y operaciones livianas se pueden eliminar de los mosaicos informáticos que consumen más energía y descargarse por completo a mosaicos más eficientes y de menor consumo. Otras adiciones clave incluyen la primera Unidad de Procesamiento Neural (NPU) de Intel, que está alojada dentro del SoC y está diseñada para proporcionar capacidades de IA en el chip para inferencia y cargas de trabajo, allanando el camino para el futuro.

Con Meteor Lake, Intel pretende posicionarse de manera más competitiva en el mercado móvil, con mejoras notables en la jerarquía informática central, la placa gráfica basada en Xe-LPG Arc de Intel que busca mejorar las capacidades de gráficos integrados y una NPU que agrega muchos de las ventajas son las ventajas de la inteligencia artificial. Meteor Lake también prepara el escenario para Intel y el desmontaje modular, con el empaque Foveros 3D listo para convertirse en un pilar de la hoja de ruta del procesador Intel para el futuro, con el proceso Intel 4 debutando y sirviendo como punto de lanzamiento para lo que se convertirá en el próximo pilar de nodos de Intel. en todas sus fábricas, Intel 3.

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Intel Meteor Lake: Intel 4 usando encapsulación Foveros 3D

La arquitectura Meteor Lake de Intel no es sólo otra iteración en una larga lista de desarrollos de procesadores; Según la empresa, se trata de un salto revolucionario. En el Intel Technology Tour 2023 en Penang, Malasia, Michelle Johnston Holhaus, vicepresidenta ejecutiva y directora general del Customer Computing Group (CCG) de Intel, señaló elocuentemente que Intel ha alcanzado un punto de inflexión en su hoja de ruta para clientes. Al revelar más detalles sobre Meteor Lake en la gira tecnológica de Intel en Malasia, la arquitectura es un paso adelante con respecto a los procesadores de clientes existentes en términos de rendimiento a medida que avanzamos en la hoja de ruta de “5 nodos en 4 años” de Intel.

Meteor Lake se basa en la arquitectura detallada de Intel impulsada a través de paquetes Foveros. Esto está diseñado para mejorar el rendimiento y la eficiencia energética. La arquitectura en sí consta de cuatro mosaicos únicos y distintos conectados a través de la tecnología de empaquetado 3D Foveros de Intel. Esto incluye la placa de computación, que está construida sobre Intel 4, mientras que la placa de gráficos está construida sobre el nodo N5 de TSMC. Los otros dos mosaicos que Intel está implementando dentro de Meteor Lake son mosaicos de SoC que actúan como un centro central a través del NOC integrado. Esta es la primera vez que Intel utiliza la tecnología Network-on-Chip (NOC) en los procesadores de sus clientes, un enfoque simplificado de NOC en sus FPGA Agilex existentes. Mientras que en Agilex, el NoC se asigna a diferentes objetivos de NoC y la conmutación se realiza dentro de la infraestructura de NoC, en Meteor Lake se conecta directamente a la estructura de E/S a través del IoC, que luego se mueve a la estructura de E/S. El propio NoC está conectado directamente a los mosaicos de gráficos, mosaicos de computación y otros componentes dentro del SoC.

Este enfoque modular permite una arquitectura de administración de energía integral y escalable que admite la segmentación, lo que permite que cada losa funcione de forma independiente. Este diseño particionado prioriza el rendimiento al eliminar los cuellos de botella del ancho de banda a través de elementos como E/S en un diseño monolítico y apunta a una mayor eficiencia energética. Quizás el elemento más notable de la clasificación es que Intel puede definir procesos de silicio específicos para cada mosaico y no se limita a un solo nodo de proceso. Además de los beneficios de eficiencia energética y espacio de paquete de la arquitectura en mosaico, a Intel le resulta más barato fabricar CPU con menos máscaras a través de EUV, pero le permite a Intel extender nuevas IP a productos futuros manteniendo la misma base, lo que supone otro ahorro de costes. factor (para Intel).

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En comparación con el Raptor Lake portátil, que se fabrica con un empaque de múltiples chips (MCP), Meteor Lake usa un empaque Foveros BGA y proporciona conexiones internas de bajo consumo, que Intel ha confirmado que tienen una pequeña penalización de energía de entre 0,15 y 0,3 picojulios. (pJ) Comunicación mosaico a mosaico. Algunas de las ventajas de Foveros incluyen una mejor personalización a través del mosaico, lo que permite a Intel fabricar chips e implementar mosaicos e IP específicos según el grado del chip, etc., bajo consumo de energía con más operaciones de E/S o mosaicos de alta gama con los últimos dispositivos. y artilugios. Dado que el nodo Intel 7 no es tan viable como esperaban, Intel promete un mayor rendimiento de chips en el Intel 4, que utiliza menos espacio de chip para silicio basado en lógica.

La energía se administra mediante un sistema de administración de energía escalable que admite el rendimiento independiente de cada mosaico. La coordinación entre múltiples controladores de administración de energía (PMC) y el software del sistema está diseñada para optimizar diferentes cargas de trabajo. La arquitectura Meteor Lake de Intel también introduce una nueva estructura escalable para mejorar la eficiencia energética y ampliar el ancho de banda en áreas que anteriormente presentaban cuellos de botella, como la E/S.

Avanzando más en los controladores de energía dentro de la arquitectura Meteor Lake, Intel ha integrado controladores de administración de energía independientes dentro de cada placa. Como parte del desglose del uso de Foveros, cada mosaico debe administrarse de forma independiente para la energía, y el uso de PMC en el NoC, la estructura de E/S, así como cada mosaico, permite que la energía se administre de forma independiente según la cantidad de núcleos en cada uno. pila.

Meteor Lake en sí representa un cambio arquitectónico masivo, no solo una actualización incremental, ya que representa el cambio arquitectónico más significativo en los procesadores de clientes en cuatro décadas. Esto se debe a que es el primer procesador cliente fabricado con microchips en lugar de un diseño monolítico. La arquitectura está diseñada para ser la piedra angular de la estrategia de Intel para impulsar la innovación en PC durante la próxima década. Si analizamos algunos de los detalles de la arquitectura Meteor Lake de Intel, utilizamos la tecnología de empaquetado Foveros de Intel, que utiliza el apilamiento de chips 3D para abordar los inconvenientes de los diseños de chips 2D tradicionales.

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Como podemos ver en la revelación anterior de Intel en Hot Chips 2023, las capas superior e inferior tienen protuberancias para conectar cada matriz. El uso del paquete Foveros FDI proporciona una interfaz para un semiconductor complementario de óxido metálico (CMOS) de bajo voltaje, lo que significa que los circuitos de potencia pueden funcionar a un voltaje más bajo y, por lo tanto, con una envolvente de potencia más baja. Otro beneficio de la FDI es la señalización síncrona y asíncrona, lo que significa que la transmisión de señales puede manejar bloques de datos totalmente dúplex.

La creación del SoC Meteor Lake implica un paquete de sustrato, la base sobre la que se colocan las baldosas, que utiliza Foveros Die Interconnect (FDI). La loseta central tiene una matriz de 36 µm con capas metálicas y una energía de actuación de 0,15 a 0,3 pJ a 2 GHz; Esto puede fluctuar o variar según el voltaje, los amperios y la frecuencia. Por ser un mosaico básico no lo es. Chip activo en síSu única función es servir como base para las diferentes capas lógicas y metálicas de los chips. para ser colocado.

La arquitectura Meteor Lake de Intel utiliza cuatro cajas distintas para crear una CPU Meteor Lake. Esto incluye la placa Compute, el SoC, la GPU y la placa de E/S, todas las cuales tienen distintos usos, capacidades y flexibilidad en relación con IP. La gestión energética también se está renovando. Y con la tecnología de empaquetado Foveros de Intel, cada mosaico de Meteor Lake requiere su propia administración de energía. La solución de Intel es un sistema de administración de energía jerárquico que utiliza controladores de administración de energía en la estructura NoC e IO y en cada placa individual.

En las próximas páginas, brindaremos información sobre cada uno de los cuatro cuadrados, lo que cada cuadrado aporta y más sobre las diversas tecnologías que impulsan la innovación en Meteor Lake.

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