Οι νέοι επεξεργαστές Intel Core Ultra (Meteor Lake) έρχονται στις 14 Δεκεμβρίου με μονάδα AI

Το όραμα της Intel περιλαμβάνει τεχνολογίες που παρέχουν εύκολη πρόσβαση σε λύσεις AI που βρίσκονται στο cloud, που προσφέρουν καλύτερη αναλογία απόδοσης/τιμή για τους επιταχυντές AI της Intel που προορίζονται για την αγορά των κέντρων δεδομένων σε σχέση με τον ανταγωνισμό, δεκάδες εκατομμύρια επεξεργαστές με επιταχυντές AI να βρίσκονται σε υπολογιστές από τις αρχές του 2024 καθώς και εργαλεία που έχουν στόχο την ασφαλή εφαρμογή της ΑΙ στην «άκρη του δικτύου».  

Αφήνοντας στην άκρη, τουλάχιστον επί του παρόντος, τις επιχειρησιακές εφαρμογές της AI, η Intel στο συνέδριο Intel Innovation 2023 έδωσε την ευκαιρία στους αναλυτές και στους δημοσιογράφους που παραβρέθηκαν να μάθουν πολλές λεπτομέρειες για τους επερχόμενους επεξεργαστές με το κωδικό όνομα «Meteor Lake» που αναμένεται να διατεθούν σε φορητούς υπολογιστές στην αγορά από τις 14 Δεκεμβρίου. Στο πλαίσιο του νέου συστήματος ονοματοδοσίας της, η Intel αποκαλεί τους νέους της επεξεργαστές «Core Ultra» και θα είναι οι πρώτοι επεξεργαστές της που θα κατασκευάζονται με τη μέθοδο «Intel 4» (7nm). Επίσης, είναι οι πρώτοι επεξεργαστές που ενσωματώνουν νευρωνική μονάδα επεξεργασίας (NPU) για την επιτάχυνση των εφαρμογών AI. Και με σχεδόν κάθε τρόπο, οι επεξεργαστές Core Ultra ουσιαστικά μας αποκαλύπτουν προς τα που κατευθύνεται η Intel: Στην κατασκευή αποδοτικών και ταυτόχρονα ισχυρών επεξεργαστών που μπορούν να συμβαδίσουν με τις σύγχρονες απαιτήσεις της Τεχνητής Νοημοσύνης.

Επί του παρόντος, με τους επεξεργαστές Core Ultra, η εταιρεία φαίνεται να έχει επικεντρωθεί πλήρως στην αγορά των φορητών υπολογιστών. Φημολογείται, ότι μέσα στο επόμενο διάστημα, η Intel θα ανακοινώσει τους ανανεωμένους επεξεργαστές «Raptor Lake-S Refresh» για τους επιτραπέζιους υπολογιστές, οπότε η αντίστοιχη έκδοση των Core Ultra για τη συγκεκριμένη αγορά θα αργήσει κατά περίπου έναν χρόνο. Παρόλο που μπορεί να προκαλεί έκπληξη το γεγονός ότι η Intel αποφάσισε να δώσει το προβάδισμα στους επεξεργαστές για φορητούς υπολογιστές έναντι των επεξεργαστών για επιτραπέζιους υπολογιστές, η στρατηγική της έχει νόημα. Οι νέοι φορητοί υπολογιστές οφείλουν να προσφέρουν μεγάλη διάρκεια ζωής της μπαταρίας, αρκετή επεξεργαστική ισχύ και μεγάλες δυνατότητες AI και αυτά είναι που ήθελε η εταιρεία να προωθήσει στο συνέδριο Intel Innovation 2023. Έτσι, αποφάσισε να διαχωρίσει τις δύο οικογένειες επεξεργαστών 14ης γενιάς, καθώς έρχονται μάλλον σε αντίθεση με εκείνα που πραγματικά επιθυμούν οι χρήστες επιτραπέζιων υπολογιστών: όσο το δυνατόν δηλαδή περισσότερη ισχύ.

Core Ultra

Οι νέοι επεξεργαστές Core Ultra ενσωματώνουν όλες τις τελευταίες καινοτομίες της Intel, με πρώτη και καλύτερη τη συσκευασία FOVEROS 3D. Επίσης, ενσωματώνουν εντελώς νέους πυρήνες P (Performance) και E, (Efficiency) με την εταιρεία να έχει δώσει μεγάλη έμφαση στην ενεργειακή αποδοτικότητα, διαθέτουν «ενσωματωμένα γραφικά» (iGPU) που προσφέρουν έως και 2x την απόδοση/watt σε σχέση με το παρελθόν ενώ εκτός από την ενσωματωμένη νευρωνική μονάδα επεξεργασίας μπορούν να αξιοποιήσουν τόσο τους πυρήνες της κεντρικής μονάδας επεξεργασίας και της μονάδας γραφικών για άλλες εργασίας που σχετίζονται με την Τεχνητή Νοημοσύνη. Δυστυχώς, οι νέοι επεξεργαστές Core Ultra δεν θα υποστηρίζουν το πρότυπο Thunderbolt 5 που ανακοινώθηκε πρόσφατα από την εταιρεία παρά θα υποστηρίζουν Thunderbolt 4, μνήμη DDR5 και PCIe Gen 5.

Όπως αναφέραμε στο κείμενο παραπάνω, ένας επεξεργαστής Meteor Lake περιλαμβάνει τρεις λογικές μονάδες, την κεντρική μονάδα επεξεργασίας (GPU), την ενσωματωμένη μονάδα επεξεργασίας γραφικών (iGPU) και την νευρωνική μονάδα επεξεργασίας (NPU). Κάθε μία από τις παραπάνω μονάδες βρίσκεται σε ξεχωριστή μήτρα (die) και είναι εξαιρετικά απαιτητική σε εύρος ζώνης (bandwidth). Η εταιρεία, χρησιμοποιώντας τη νέα τεχνική συσκευασίας FOVEROS 3D αποφάσισε να αξιοποιήσει για την κατασκευή των επεξεργαστών της τέσσερα διαφορετικά πλακίδια (tiles), τα Compute, Graphics, SoC και I/O.

Compute

Το πλακίδιο Compute περιέχει τους πυρήνες του επεξεργαστή (CPU) ή καλύτερα τον κύριο υπολογιστικό μηχανισμό του. Πιο συγκεκριμένα, περιλαμβάνει πυρήνες P και πυρήνες E που κατασκευάζονται με μέθοδο Intel 4 (7nm), την λανθάνουσα μνήμη τρίτου επιπέδου (L3) καθώς και τον γνωστό υπερσύνδεσμο ringbus. Ο νέος πυρήνας P έχει την ονομασία «Redwood Cove» και προσφέρει υψηλότερο IPC (instructions per Clock), υψηλότερες ταχύτητες χρονισμού και μεγαλύτερες δυνατότητες ISA σε σχέση με τον προηγούμενης γενιάς «Raptor Cove». Στην περίπτωση των νέων επεξεργαστών Core Ultra (Meteor Lake) για φορητούς υπολογιστές δεν περιμένουμε να δούμε μοντέλα με περισσότερους από 6 πυρήνες P.

Εκτός από τους 6 πυρήνες P, το πλακίδιο Compute ενσωματώνει έως και δύο συστάδες πυρήνων και κάθε μία από αυτές τέσσερις πυρήνες Ε. Ο νέος πυρήνας E έχει την κωδική ονομασία «Crestmont» και προσφέρει σημαντικά βελτιωμένη αναλογία απόδοσης/watt αλλά και σημαντικά αυξημένο IPC σε σχέση με τον σημερινό πυρήνα E με το κωδικό όνομα «Gracemont».  

Οι πυρήνες P «Redwood Cove» διαθέτουν βεβαίως αποκλειστική λανθάνουσα μνήμη δευτέρου επιπέδου (L2) ενώ κάθε μία από τις δύο συστάδες πυρήνων E τύπου «Crestmont» διαθέτει L2 cache που μοιράζεται στους τέσσερις πυρήνες που την αποτελούν. Οι συστάδες πυρήνων E και πυρήνων P από την άλλη, μοιράζονται την ενοποιημένη λανθάνουσα μνήμη τρίτου επιπέδου (L3).

SoC

Το πλακίδιο SoC περιλαμβάνει τόσο την νευρωνική μονάδα επεξεργασίας (NPU, ουσιαστικά αποτελεί το «hardware backend» της καινοτομίας Intel AI Boost) όσο και τον επιταχυντή πολυμέσων του επεξεργαστή (Media Accelerator) αλλά και τον ελεγκτή οθόνης (Display Controller).

Επίσης, ενσωματωμένη τους ελεγκτές μνήμης καθώς και το PCIe root complex. Ένα ακόμη στοιχείο του SoC -που προκαλεί μάλλον έκπληξη- είναι μία μονάδα που αποτελείται από μία τετράδα από πυρήνες E, στην οποία η εταιρεία αναφέρεται ως «Low Power Island». Οι πυρήνες βασίζονται στην ίδια αρχιτεκτονική «Crestmont» που βασίζονται και οι πυρήνες E στο πλακίδιο Compute, ωστόσο δεν αποτελούν μέρος του ringbus και δεν μοιράζονται την L3 cache.

Η συγκεκριμένη συστάδα πυρήνων διαθέτει τη δική της L2 cache που μοιράζεται μεταξύ των τεσσάρων πυρήνων. Οι πυρήνες E της συστάδας Low Power Island αποτελούν μέρος του αριθμού των πυρήνων του επεξεργαστή καθώς εκτίθενται ως λογικές μονάδες επεξεργασίας στο λειτουργικό σύστημα με τους χρήστες να μπορούν να τους παρακολουθούν στη διαχείριση εργασιών των Windows. Διαθέτουν το ίδιο ISA με τους πυρήνες E του πλακιδίου Compute. Οι λόγοι ύπαρξης αυτής της πρόσθετης συστάδας πυρήνων είναι δύο: Πρώτον, η εταιρεία τοποθετεί πυρήνες x86 κοντά σε άλλους ελεγκτές της μήτρας (on-die), κυρίως κοντά στην NPU (ενδεχομένως για μειωμένη υστέρηση) και δεύτερον, επιτρέπει στην Intel να απενεργοποιεί κατά βούληση το πλακίδιο Compute όταν δεν είναι απαραίτητο για σημαντική εξοικονόμηση ενέργειας. 

Στο πλακίδιο SoC βρίσκεται όπως είπαμε και η NPU για high performance inference acceleration. Η NPU περιέχει τέσσερα βασικά στοιχεία σε επίπεδο υλικού, ένα crossbar που την ονομασία Global Control, μαζί με μία μονάδα χαρτογράφησης μνήμης (MMU) και το DMA, μία μικρή ποσότητα μνήμης RAM και δύο μονάδες NCE (νευρωνικές υπολογιστικές μηχανές). Κάθε NCE περιέχει έναν προγραμματιζόμενο DSP και το inference pipeline με το τελευταίο να περιλαμβάνει το MAC array, τον κύριο πόρο ανάλυσης.

Graphics

Το πλακίδιο γραφικών, όπως υποδηλώνει και η ονομασία του, περιλαμβάνει την ενσωματωμένη μονάδα επεξεργασίας γραφικών (iGPU) και πιο συγκεκριμένα όσα στοιχεία είναι απαραίτητα για το rendering και το compute γραφικών αλλά χωρίς τον επιταχυντή πολυμέσων και την μηχανή απεικόνισης/ ελεγκτή οθόνης.

Με τους επεξεργαστές «Meteor Lake», η Intel σχεδιάζει να διπλασιάσει τις επιδόσεις της μονάδας επεξεργασίας γραφικών της σε σχέση με την περασμένη γενιά. Η iGPU κατανέμεται σε τρία πλακίδια, στο πλακίδιο Graphics που περιέχει το κύριο hardware για τη διαδικασία graphics rendering που κατανέμεται στο front-end της iGPU και τα Xe Render Slices που ενσωματώνουν τους πυρήνες Xe (Xe Cores). Το πλακίδιο SoC περιέχει τους επιταχυντές πολυμέσων και τη μηχανή απεικόνισης (Display Engine). Το πλακίδιο I/O περιέχει τις φυσικές διασυνδέσεις για την απεικόνιση/ οθόνη μεταξύ των οποίων είναι τα DisplayPort και HDMI.

Η αρχιτεκτονική Xe-LPG αποτελεί εξέλιξη της αρχιτεκτονικής Xe-LP, στην οποία βασίζονται οι τελευταίες γενιές iGPUs της Intel. Παραμένει ωστόσο «μικρότερης δυναμικής» σε σχέση με την αρχιτεκτονική Xe-HPG στην οποία βασίζονται οι GPUs στις διακριτές κάρτες γραφικών Arc που γνωρίζουμε με το κωδικό όνομα «Alchemist». Με την Xe-LPG, η iGPU στους επεξεργαστές Meteor Lake αποκτά πλήρεις δυνατότητες DirectX 12 Ultimate, συμπεριλαμβανομένης και της επιτάχυνσης της τεχνικής ray tracing σε πραγματικό χρόνο. Στην κορυφαία έκδοση, η iGPU διαθέτει 8 πυρήνες Xe και δύο Xe Render Slices που ισοδυναμούν με 128 EUs που με τις σειρά τους μεταφράζονται σε 1.024 unified shaders. Η iGPU διαθέτει επίσης 2 σε αριθμό geometry pipelines (ισοδύναμες με 8 ROPs), 8 samplers, 4 pixel backends και 8 μονάδες ray tracing.

I/O

Το πλακίδιο Εισόδων/ Εξόδων (I/O), αν και είναι διακριτό από φυσικής άποψης από το πλακίδιο SoC, εντούτοις αποτελεί προέκτασή του και περιέχει όλες τις διασυνδέσεις του επεξεργαστή σε φυσικό επίπεδο.

Το πλακίδιο I/O περιέχει όλες τις διασυνδέσεις φυσικού επιπέδου όπως του PCIe interface του επεξεργαστή καθώς και άλλες διασυνδέσεις όπως οι Thunderbolt και USB4. Το πλακίδιο I/O είναι ουσιαστικά μια επέκταση του πλακιδίου SoC. Η Intel έκρινε ότι είναι καλύτερο να δημιουργήσει ένα ξεχωριστό πλακίδιο I/O για χωροταξικούς λόγους καθώς θα μπορούσε να χρησιμοποιεί πλακίδια I/O διαφορετικών μεγεθών ώστε να κατασκευάσει διαφορετικά μοντέλα επεξεργαστών που να εξυπηρετούν διαφορετικές ανάγκες. Το πλακίδιο I/O στην παρουσίαση που πραγματοποίησε ήταν το κορυφαίο, με τα περισσότερα PCIe lanes, τις περισσότερες διασυνδέσεις USB4 και Thunderbolt.

Όπως αναφέραμε, οι νέοι επεξεργαστές της Intel, Core Ultra, αναμένεται να κυκλοφορήσουν από τις 14 Δεκεμβρίου στο εσωτερικών πολλών νέων φορητών υπολογιστών.  

• intel