Intels grootste CPU-update voor laptops in jaren wijkt enorm af van eerdere ontwerpen

Intel’s Meteor Lake-laptopprocessors van de volgende generatie naderen de release – het bedrijf kondigde deze week aan dat de eerste processors op 14 december worden gelanceerd. Het is onduidelijk of daadwerkelijke Core- en Core Ultra-systemen op die datum beschikbaar zullen zijn om te kopen, maar op een absoluut minimum zal de officiële aankondiging de weg vrijmaken voor veel laptopaankondigingen op de CES in januari.

We weten al veel basisfeiten over Meteor Lake; het maakt gebruik van een combinatie van chiplets die zijn vervaardigd door zowel Intel als TSMC in plaats van een enkele monolithische chip, en het zal de pensionering markeren van Intel’s “nth-generation” en i3/i5/i7/i9-branding. We weten ook dat het nog niet klaar zal zijn voor desktops en dat de volgende ronde Core desktop-CPU’s sterk zal lijken op de chips van de 12e en 13e generatie.

Maar tijdens Intel’s Innovation-evenement deze week dook het bedrijf wat dieper in op enkele van de vorderingen van Meteor Lake, waarbij het meer beschreef over hoe de chips E-cores en P-cores in evenwicht zouden brengen en de meest substantiële geïntegreerde GPU-upgrade in jaren aankondigde. We zullen hieronder enkele hoogtepunten bespreken, maar het is de moeite waard om de volledige presentatie te bekijken of te lezen voor meer informatie.

Kilometers lang tegels

Meteor Lake wordt Intel’s eerste consumentenprocessor die overstapt op een chipletgebaseerd ontwerp. In plaats van één monolithische chip te zijn die de CPU, GPU en alle andere stukjes en beetjes bevat die nodig zijn voor een moderne laptop-CPU, is Meteor Lake opgesplitst in vier “tegels” die met elkaar zijn verbonden door een vijfde basistegel waarmee ze met elkaar kunnen communiceren. Het proces waarbij de chiplets op de basistegel worden gestapeld, is een verpakkingstechnologie die Intel Foveros noemt .

Hier is een basisoverzicht van wat er in elk van deze vier tegels zit:

• De rekentegel is waar het grootste deel van de daadwerkelijke CPU zich bevindt. Intel’s huidige renderings tonen een chip met zes krachtige P-cores gebaseerd op de Redwood Cove-architectuur, en acht hoogefficiënte E-cores gebaseerd op de Crestmont-architectuur.
• Op de grafische tegel vindt de meeste grafische verwerking plaats, hoewel een paar specifieke functies die je normaal gesproken in een GPU aantreft, naar andere tegels zijn verplaatst. De geïntegreerde GPU van Meteor Lake is meestal slechts een geïntegreerde versie van een speciale Intel Arc-GPU, compleet met hardware-ray-tracing-versnelling.
• De IO-tegel verwerkt de meeste externe connectiviteit, inclusief PCI Express 5.0-lanes en Thunderbolt 4-ondersteuning ( Thunderbolt 5 zal moeten wachten).
• De SoC-tegel is waarschijnlijk de meest interessante van de vier. Het bevat twee extra Crestmont E-cores, de mediacoderings- en decoderingsengine die zich normaal gesproken in de GPU zou bevinden, en de neurale verwerkingseenheid (NPU) die wordt gebruikt voor het versnellen van de AI- en machine learning-workloads. Het verzorgt ook Wi-Fi- en Bluetooth-connectiviteit en maakt verbinding met externe beeldschermen via HDMI 2.1 en DisplayPort 2.1.

Een van de opvallende dingen aan Meteor Lake is dat niet alle tegels door Intel worden vervaardigd. De rekentegel, die de feitelijke P-cores en de meeste E-cores herbergt, maakt gebruik van het nieuwe Intel 4-proces, een upgrade van het Intel 7-proces dat wordt gebruikt voor de meeste huidige Core-chips. Maar de grafische tegel wordt gemaakt op een 5 nm TSMC-proces, terwijl de IO-tegel en SoC-tegel worden gemaakt op een 6 nm TSMC-proces.

Intel heeft de productie van TSMC ook gebruikt om zijn Arc GPU’s te maken, dus het is niet de eerste keer dat we deze twee chipmakende vijanden zien samenwerken. Maar Intel probeert de productie van TSMC in te halen, en Intel beschouwt zijn gieterijactiviteiten als de sleutel tot zijn toekomstige groei. Het zou mij niet verbazen als een terugkeer naar volledig door Intel gemaakte tegels het uiteindelijke doel is.

Nog meer E-cores

Intel heeft gezegd dat de P-cores van Meteor Lake niet veel veranderen vergeleken met die gebruikt in de 12e en 13e generatie Alder Lake en Raptor Lake CPU’s. We zien misschien hogere kloksnelheden, maar er is niet veel veranderd in termen van instructies. per klok of instructieset. De E-cores krijgen echter enkele verbeteringen.

Meteor Lake bevat eigenlijk twee verschillende soorten E-cores. Er zijn twee low-power (LP) E-cores in de SoC-tegel, en de bijgewerkte versie van Intel’s Thread Director zal proberen deze E-cores voor zoveel mogelijk taken te gebruiken. Intel noemt dit deel van de SoC-tegel het ‘low-power-eiland’ omdat het de bedoeling is om de rekentegel en de grafische tegel zoveel mogelijk volledig uit te schakelen om energie te besparen.

Wanneer taken meer prestaties vereisen dan de LP E-cores kunnen bieden, stuurt Thread Director ze naar de rekentegel: naar de belangrijkste E-core-clusters, die zijn afgestemd om multithreaded workloads met weinig impact aan te kunnen, of naar de P-cores. , die worden gebruikt voor single-threaded taken en elk multithreaded werk dat de E-cores niet aankunnen. Dit is een verandering ten opzichte van de manier waarop Thread Director werkt in processors van de 12e en 13e generatie, waarbij taken met hoge prioriteit rechtstreeks naar de P-cores zouden gaan zonder eerst de E-cores te proberen. (Hoewel het nog te bezien is of de wijzigingen in de Thread Director zullen resulteren in enige vorm van door de gebruiker merkbare vertragingen voor taken met hoge prestaties.)

Ook vermeldenswaard: Crestmont E-cores kunnen in groepen van twee aan processors worden toegevoegd, terwijl Gracement E-cores van de vorige generatie alleen in groepen van vier konden worden toegevoegd. Dit zou het voor Intel gemakkelijker kunnen maken om het brengen van kleine groepen E-cores naar lagere processors te rechtvaardigen die deze voorheen niet hadden. Alle E-cores blijven single-threaded, terwijl P-cores nog steeds twee threads per kern ondersteunen.

De nieuwe E-cores bevatten ook nog een paar andere leuke dingen: VNNI-instructies voor het versnellen van AI-workloads, en zelfs AVX10, dat veel van de voordelen van Intels AVX-512-instructies biedt zonder dat er 512-bit registers nodig zijn. De Core-processors van de 12e en 13e generatie sloten de AVX-512-ondersteuning volledig af omdat de E-cores deze niet ondersteunden, ook al was er ondersteuning aanwezig in de P-cores. Dit heeft een lastige situatie gecreëerd waarin AMD’s nieuwste Zen 4-chips de AVX-512-instructies ondersteunen die Intel heeft uitgevonden en gepromoot, terwijl Intel’s nieuwste consumentenchips dat niet doen.