La evenimentul Computex Taiwan, desfășurat în luna mai a acestui an, Intel a dezvăluit noua generație a arhitecturii Core Ultra 200V, cunoscută sub numele de cod Lunar Lake. Această arhitectură inovatoare promite performanțe remarcabile, concomitent cu un consum energetic minim, fiind special concepută pentru laptopuri subțiri și ușoare. În contextul în care Snapdragon X Elite, bazat pe arhitectura ARM de la Qualcomm, și-a făcut deja simțită prezența în lumea PC-urilor cu Windows, atrăgând atenția prin eficiența sa energetică, ne propunem să analizăm în detaliu arhitectura Lunar Lake de la Intel și modul în care aceasta a fost regândită pentru a optimiza consumul de energie.
Arhitectura Intel Lunar Lake
Odată cu lansarea Meteor Lake, anul trecut, Intel a renunțat la designul monolitic tradițional, adoptând o structură bazată pe module. Lunar Lake duce această abordare la un nou nivel. Spre deosebire de Meteor Lake, unde modulul Compute includea doar CPU-ul și memoria cache, pe procesoarele Lunar Lake, acest modul va include și unitatea de procesare grafică (GPU) și unitatea de procesare neurală (NPU), pe lângă CPU și cache.
Acest lucru face ca modulul Compute să fie cel mai mare component de pe cip, iar un aspect esențial este că fabricarea sa se realizează prin intermediul procesului TSMC N3B. Deși procesul TSMC N3B nu are același randament ca noul proces N3E, Intel face în sfârșit trecerea de la fabricarea internă la procesul avansat de 3nm de la TSMC, un pas important.
În ceea ce privește modulul de control al platformei, responsabil cu oferirea de I/O și conectivitate, acesta este construit folosind procesul TSMC de 6nm (N6), similar cu Meteor Lake. Este pentru prima dată când Intel proiectează un procesor, dar fabricația este realizată de TSMC. În final, Intel integrează toate componentele utilizând tehnologia sa Foveros 3D.
Imagine oferită de: Intel
Un alt element important este integrarea memoriei în procesor. Astfel, memoria unificată, similară cu cea utilizată de cipurile M de la Apple, va fi disponibilă pe cipurile Lunar Lake. Memoria RAM LPDDR5X-8533 integrată este oferită în variante de 16GB sau 32GB.
În concluzie, arhitectura Lunar Lake a suferit modificări majore. CPU-ul, GPU-ul, NPU-ul și memoria cache fac acum parte din modulul Compute, care este fabricat folosind tehnologia de 3nm (N3B) de la TSMC, ceea ce ar trebui să conducă la o eficiență energetică mult îmbunătățită. De asemenea, integrarea memoriei direct pe SoC contribuie la reducerea consumului de energie, a spațiului utilizat și la îmbunătățirea lățimii de bandă.
În timpul evenimentului Computex, Michelle Holthaus, Vicepreședinte Executiv și GM la Intel, a afirmat: „Ne dorim să demontăm mitul conform căruia [x86] nu poate fi la fel de eficient.” Intel susține că procesoarele Lunar Lake, bazate pe arhitectura x86, vor reduce consumul de energie cu un procent impresionant de 40%.
Se pare că Intel ia toate măsurile necesare pentru a spori eficiența prin intermediul procesoarelor Lunar Lake. În continuare, vom explora noile nuclee CPU integrate în arhitectura Lunar Lake.
CPU Intel Lunar Lake
Lunar Lake va fi dotat cu 8 nuclee CPU – 4 nuclee de performanță (P), numite Lion Cove, și 4 nuclee de eficiență (E), denumite Skymont. Așa cum am menționat anterior, CPU-ul este parte integrantă a modulului Compute. Intel afirmă că nucleul P Lion Cove de pe Lunar Lake aduce o creștere a performanței IPC (instrucțiuni per ciclu) de 14% în comparație cu nucleul P Redwood Cove de pe Meteor Lake.
Imagine oferită de: Intel prin YouTube
De această dată, Intel a adoptat o abordare complet diferită. Producătorul de cipuri a renunțat complet la SMT (Simultaneous Multi-threading), după mai bine de două decenii de utilizare în procesoarele sale. SMT, cunoscut și sub denumirea de HyperThreading, permite unui nucleu să execute două sarcini în paralel. Intel susține că eliminarea SMT contribuie la o îmbunătățire a performanței per watt cu 5%.
Pentru a compensa absența HyperThreading-ului, Intel argumentează că procesoarele Lunar Lake pot executa un număr mai mare de instrucțiuni pe ciclu, în loc să se bazeze pe execuția paralelă. Această schimbare permite procesorului să funcționeze mai eficient în sarcinile cu un singur fir de execuție.
Imagine oferită de: Intel prin YouTube
Referitor la nucleul E, Skymont pare a fi elementul principal de atracție al procesoarelor Lunar Lake. Intel susține că Skymont oferă o îmbunătățire IPC semnificativă, de 68%, față de nucleul Crestmont E de pe Meteor Lake. Clusterul de 4 nuclee Skymont este separat într-o „Insulă de Consum Scăzut” de clusterul P-core, având acces la propria memorie cache L3.
Rezultatul este că Skymont consumă o treime din energia necesară pentru a atinge performanța maximă a nucleului Crestmont. Per total, Skymont oferă de două ori mai multă performanță decât nucleul Crestmont în sarcinile cu un singur fir de execuție.
Imagine oferită de: Intel prin YouTube
Mai mult, Intel a introdus granularitate la creșterile de frecvență cu Lunar Lake. În loc să crească frecvența cu pași de 100MHz, care consumă mai multă energie, arhitectura Lunar Lake poate ajusta frecvența în trepte de 16.67MHz, pentru a optimiza consumul de energie în funcție de cerințele fiecărei sarcini.
Intervalul de frecvență mai fin va conduce la un consum de energie redus. În ansamblu, Intel afirmă că CPU-ul Lunar Lake poate atinge performanța single-thread a lui Meteor Lake folosind doar jumătate din putere, un rezultat destul de impresionant.
Scorul Geekbench pentru Lunar Lake (scurs)
Deși lansarea Lunar Lake este programată pentru 3 septembrie, unele scoruri Geekbench au fost deja divulgate. În cadrul testului cu cel mai slab SKU (Core Ultra 5 228V), CPU-ul cu 8 nuclee a obținut 2.530 de puncte în testul single-core și 9.875 de puncte în testul multi-core. Acest SKU atinge o frecvență de 4.5GHz cu un TDP de 17W (30W putere maximă Turbo).
Iar cel mai performant SKU (Core Ultra 9 288V) din seria Lunar Lake a obținut 2.790 de puncte în testul single-core și 11.048 de puncte în testul multi-core. În unele alte teste, a reușit chiar să depășească 2.900 de puncte în sarcinile cu un singur fir de execuție. Acest SKU ajunge la o frecvență de 5.1GHz și are un TDP de 30W.
Intel Lunar Lake: Noua GPU Xe2
GPU-ul integrat pe Lunar Lake este bazat pe arhitectura grafică Battlemage și include 8 nuclee Intel Xe de a doua generație. De asemenea, dispune de 8 unități de ray tracing pentru a spori performanța în jocuri și randarea ray tracing în timp real. În plus, pentru sarcinile AI, noul GPU Lunar Lake poate executa singur 67 de trilioane de operațiuni pe secundă (TOPS). Un rezultat cu adevărat impresionant.
Imagine oferită de: Intel prin YouTube
Comparativ cu GPU-ul de pe Meteor Lake, GPU-ul Lunar Lake este cu 1.5x mai rapid și oferă și scalare bazată pe AI XeSS. Motorul său de redare poate gestiona simultan trei ecrane 4K HDR la 60Hz și un singur ecran 8K HDR la 60Hz. În plus, procesoarele Lunar Lake suportă codificarea și decodificarea AV1.
Intel Lunar Lake NPU
S-a discutat mult despre NPU-ul nu foarte performant de pe Meteor Lake, care putea executa doar până la 10 TOPS, dar cu Lunar Lake, Intel va oferi o gamă de PC-uri Copilot+ capabile să gestioneze local sarcinile AI. Noul NPU Lunar Lake 4 poate executa până la 48 TOPS, depășind plafonul de 40 TOPS stabilit de Microsoft pentru PC-urile Copilot+.
Imagine oferită de: Intel prin YouTube
Luând în considerare toate unitățile de calcul, procesorul poate efectua până la 120 TOPS. GPU-ul poate executa până la 67 TOPS, CPU-ul până la 5 TOPS, iar NPU-ul până la 48 TOPS, totalizând 120 TOPS. Această valoare depășește capacitatea totală de procesare de 75 TOPS a Snapdragon X Elite de la Qualcomm. Trebuie menționat că valoarea TOPS se bazează pe tipul de date INT8.
Intel Lunar Lake: SKU-uri divulgate
Mai jos, puteți consulta toate SKU-urile divulgate ale procesoarelor Core Ultra bazate pe arhitectura Lunar Lake. Există nouă variante diferite, fiecare având opt nuclee CPU. Factorii distincți sunt memoria, frecvența CPU/GPU și capacitatea NPU-ului.
| SKU-uri Lunar Lake | Nuclee/Threads | Memorie | Frecvența Max. CPU | Frecvența Max. GPU | NPU (TOPS) | Interval TDP |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Core Ultra 9 288V | 8C/8T | 32 GB | 5.1 GHz | 2.05 GHz | 48 | 30W – 30W |
| Core Ultra 7 268V | 8C/8T | 32 GB | 5.0 GHz | 2.00 GHz | 48 | 17W – 30W |
| Core Ultra 7 266V | 8C/8T | 16 GB | 5.0 GHz | 2.00 GHz | 48 | 17W – 30W |
| Core Ultra 7 258V | 8C/8T | 32 GB | 4.8 GHz | 1.95 GHz | 47 | 17W – 30W |
| Core Ultra 7 256V | 8C/8T | 16 GB | 4.8 GHz | 1.95 GHz | 47 | 17W – 30W |
| Core Ultra 5 238V | 8C/8T | 32 GB | 4.7 GHz | 1.85 GHz | 40 | 17W – 30W |
| Core Ultra 5 236V | 8C/8T | 16 GB | 4.7 GHz | 1.85 GHz | 40 | 17W – 30W |
| Core Ultra 5 228V | 8C/8T | 32 GB | 4.5 GHz | 1.85 GHz | 40 | 17W – 30W |
| Core Ultra 5 226V | 8C/8T | 16 GB | 4.5 GHz | 1.85 GHz | 40 | 17W – 30W |
Intel Lunar Lake: Îmbunătățiri suplimentare
După cum am menționat anterior, memoria RAM este acum integrată în SoC. Aceasta înseamnă că CPU-ul, GPU-ul sau NPU-ul pot accesa rapid memoria. Intel afirmă că integrarea memoriei în SoC ajută și la eliberarea spațiului de pe placa de bază. Deoarece memoria este fizic mai aproape de modulul Compute, lățimea de bandă se îmbunătățește cu o latență redusă, ceea ce duce la o reducere de aproximativ 40% a consumului de energie.
Desigur, integrarea memoriei în pachet înseamnă că utilizatorii nu vor putea face upgrade sau înlocui memoria, un aspect care ar putea fi dezavantajos pentru unii. În afară de aceasta, Intel afirmă că Thread Director a fost îmbunătățit pentru a aloca sarcinile nucleelor corespunzătoare. Intel utilizează și învățarea automată pentru a ghida programatorul sistemului în alocarea corectă a sarcinilor.
În final, intervalul TDP al procesoarelor Lunar Lake este cuprins între 17W și 30W. Per ansamblu, sunt extrem de entuziasmat de lansarea procesoarelor Lunar Lake, care este programată pentru 3 septembrie 2024. Va fi o perioadă interesantă pentru consumatori, în timp ce Intel concurează cu Qualcomm și AMD în cursa PC-urilor cu inteligență artificială. S-ar putea să vedem în sfârșit o îmbunătățire a duratei de viață a bateriei pe laptopurile Windows bazate pe arhitectura x86.