Intel запускает 10-нм ядро ​​Tremont и Lakefield SoC, чтобы следовать за Gemini Lake

[Обновлено: 1 ноября]. Корпорация Intel официально представила 10-нм ядро ​​Tremont и Lakefield SoC, заявив, что графическая карта на 50 процентов быстрее, чем Gemini Lake, и на одну десятую часть мощности в режиме ожидания.
Lakefield объединяет 4 ядра Tremont с 10-нм ядром Ice Lake, графическим процессором Gen11 и VPU плюс 14-нм PCH.

На прошлой неделе на конференции процессоров Linley Fall Processor в Санта-Кларе, штат Калифорния, Intel представила дополнительные сведения о ранее представленной архитектуре Tremont и SoC Lakefield.
Это преемники маломощных систем класса Atom Goldmont Plus и Gemini Lake соответственно.
Корпорация Intel также объявила о высокой прибыли за третий квартал в размере $ 19,2 млрд., Превзойдя ожидания рынка на 1,2 млрд. Долл. США и заявив, что увеличила производство 14-нм пластин на 25% в 2019 году с аналогичным увеличением, ожидаемым в 2020 году.


Архитектура Intel Tremont (слева) и однопотоковые тесты производительности на частоте ISO, демонстрирующие повышение производительности в среднем на 30% по сравнению с Goldmont Plus

(нажмите на картинку, чтобы увеличить)

Источник: Intel

Intel Lakefield SoC будет объединять 4 ядра Tremont, каждое из которых, как утверждается, примерно на 30 процентов быстрее, чем Goldmont Plus, наряду с ядром Sunny Cove на базе Ice Lake класса Intel Core, графическим процессором Intel Graphics Gen11 и другими сопроцессорами.
Все эти детали изготавливаются на 10 нм, но SoC также включает в себя 14-нм изготовленный набор микросхем ввода / вывода PCH, использующий подход разнородного дизайна SoC для микросхем и новую технологию 3D-стекирования под названием Foveros .
Intel утверждает, что по сравнению с Gemini Lake, Lakefield предлагает сокращение площади ядра на 40%, повышение производительности графики на 50% и способность работать в режиме ожидания на 1/10 мощности.

Intel выпустит свои первые SoC Lakefield позже в этом году.
Ранее в этом месяце Microsoft объявила, что выпустит двухэкранный ноутбук Surface Pro Neo с операционной системой Windows, который будет оснащен Lakefield.


Трехмерный дизайн Foveros от Lakefield и гибридная диаграмма мощности / производительности

(нажмите на картинку, чтобы увеличить)

Источник: Intel

Как и процессоры Intel Core класса Ice Lake Y-серии (9 Вт TDP) и U-серии (15 Вт), 4-ядерные ядра Tremont, которые появятся на SoC Lakefield, являются первыми 10-нм процессорами Intel.

Корпорация Intel не упомянула о своем ранее объявленном намерении выпустить более мощные настольные процессоры Ice Lake на основе своего проблемного 10-нм процесса, хотя недавно она заявила, что она решает свои 10-нм проблемы и что 10-нм настольные компоненты действительно находятся в процессе разработки.
На этой неделе генеральный директор Intel Боб Свон объявил о планах создания дополнительных 10-нм процессоров, включая процессоры Xeon, чип AI Inference Accelerator и дискретный графический процессор.

Свон также кратко упомянула о готовящейся к выпуску 10-нм «базовой станции 5G SoC». Это ранее использовавшаяся сетевая SoC Snow Ridge, построенная на ядрах Tremont.
Ниже мы кратко рассмотрим блок-схему Snow Ridge, которая просочилась в прошлом месяце.

Внутри Тремонт

По словам Intel, Tremont предлагает несколько усовершенствований в ISA (архитектура набора команд), микроархитектура, безопасность и управление питанием по сравнению с 14-нм Goldmont Plus.
Как показано на приведенной выше диаграмме, Intel заявляет, что в среднем на 30% повышается производительность однопотоковой обработки с частотой ISO по сравнению с Goldmont Plus, в зависимости от выбранного пользователем соотношения мощности и производительности.
При максимальной мощности график показывает увеличение на 65 процентов.

Согласно AnandTech , впечатляющие 30-процентные тесты повышения частоты ISO были основаны на ранней версии Tremont и плохо документированы.
Там нет никаких конкретных данных о тактовых частотах, TDPs или отпечатков.
Intel, однако, заметила, что SoC Lakefield, которые будут интегрировать ядра Tremont, могут достигать примерно 7 Вт TDP.
Intel ранее предполагала, что Лейкфилд может пойти как 3-5 Вт.
AnandTech предполагает, что основанные на Tremont SoC могут быть не в состоянии соответствовать низким 6W и TDP, которые есть в младших моделях более ранних процессоров Atom.

В многоядерных реализациях все ядра Tremont должны быть синхронизированы одинаково, говорит AnandTech.
Однако каждому ядру могут быть присвоены различные уровни более низких c-состояний, чтобы снизить энергопотребление, когда оно не используется.

По словам Intel, улучшения производительности основаны на неупорядоченном декодере шириной 6 (2 × 3), расположенном в передней части, что «позволяет более эффективно передавать данные в более широкую часть».
Серверная часть использует архитектуру порта исполнения шириной 10.
Широкий внешний интерфейс, который в два раза шире, чем у Goldmont Plus в 3 раза, обеспечивает «больше команд в полете, большие кэши, большие буферы, большие TLB, больше исполнительных портов и поддержку большего количества инструкций», - говорит AnandTech.
История говорит, что дизайн передней части более точно описан как два двигателя декодирования шириной 3, а не как двигатель шириной 6.


Внешняя архитектура Tremont, показывающая неупорядоченный декодер шириной 6 (шириной 2 × 3)

(щелкните изображение, чтобы увеличить)

Источник: Intel

Согласно анализу ExtremeTech, объявленному в объявлении, Intel разработала необычную 6-элементную конструкцию, чтобы избежать использования микрооперационного кеша, который занимал бы слишком много места.
Для сравнения, ядро ​​Sunny Cove на базе Ice Lake на SoC Lakefield имеет декодирование шириной от 4 до 6, которое поддерживает микрооперационный кеш.

Кэш L1 был увеличен с 24 КБ до 32 КБ, а общий кэш L2 может варьироваться от 1,5 МБ до 4,5 МБ, в зависимости от предпочтений пользователя.
Tremont заимствовал средства предварительной выборки и предикторы ветвей из базовой архитектуры, хотя реализации не идентичны.
Для прогноза L1 нет снижения производительности, утверждает Intel.

Tremont использует технологию Intel Speed ​​Shift, которая ранее была доступна только для базовых конструкций.
Это позволяет процессору управлять своими собственными тактовыми переходами аппаратно более эффективно, чем это возможно с помощью программного обеспечения.
Intel также добавила функцию полного шифрования памяти в Tremont для повышения безопасности.

Внутри Лейкфилда

Lakefield SoC будет доступен в упаковке POP 12 x 12 мм.
10-нм изготовленный «вычислительный» матричный слой в 3D-стеке Foveros обеспечивает четыре ядра Tremont (TNT) для задач с низким энергопотреблением, а также ядро ​​Sunny Cove (SNC) с более высокой мощностью, оптимизированное для высокоскоростной однопоточной работы и « бурные »нагрузки.


Архитектура Intel Lakefield

(щелкните изображение, чтобы увеличить)

Источник: Intel

Уровень вычислений Lakefield также включает 64-разрядную графическую карту Intel Gen11 и VPU 11,5 с видеоизображением до 5K @ 60 и 4K @ 120.
Также имеется отдельное «медиа ядро», способное обрабатывать декодирование видео 4K @ 60 и 8K @ 30, а также IPU, поддерживающий до одной 16-мегапиксельной камеры или до 6 подключенных камер одновременно.

Отдельная матрица базового уровня, показанная внизу обеих диаграмм архитектуры Lakefield от Intel, представляет собой 14-нм PCH-часть для управления вводом / выводом, называемую базовым уровнем.
Это включает поддержку интерфейсов, включая PCIe Gen3, USB 3.0, I2C и предстоящий интерфейс шины датчика I3C , который обеспечивает более низкое энергопотребление и более высокую производительность, включая минимальную скорость передачи данных 10 Мбит / с.

Как и в случае с Tremont, Intel не указывает конкретные тактовые частоты, но один слайд подтвердил 7 Вт TDP, демонстрируя производительность графической системы Lakefield на 7 Вт на 50% быстрее, чем Gemini Lake.
Intel также перечисляет мощность в режиме ожидания 2x мВт, что составляет 1/10 режима ожидания озера Близнецы.


Двойной дисплей AEP Intel Lakefield

(щелкните изображение, чтобы увеличить)

Lakefield будет поставляться на плате LKF с двумя дисплеями AEP для ноутбуков с двумя складными дисплеями и тонких раскладушек.
Плата меньше, чем у более ранних плат AEP, размером всего 123 x 30 x 0,6 мм.

Утечки Снежного Хребта

Корпорация Intel не представила никаких новых сведений о 10-нм SoC Snow Ridge для базовых станций 5G, которые Intel кратко анонсировала в январе на CES в качестве серверной и периферийной вычислительной платформы.
Предполагается, что процессор будет использовать ядра Tremont.
Изначально Intel планировала выпустить релиз во 2 квартале 2019 года, но в июльском отчете о доходах компания изменила его до 1 квартала 2020 года.


Утечка блок-схема для Intel Snow Ridge

(щелкните изображение, чтобы увеличить)

Источник: Tom's Hardware

В прошлом месяце Tom's Hardware сообщила о блок-схеме Snow Ridge, опубликованной в твиттере инженером платформы Intel Марком Ермоловым.
Диаграмма показывает шесть «плиток ядра Atom», которые, как предлагает рассказ, могут обозначать 12-ядерный дизайн с двумя ядрами на плитку.
Ермолов подтвердил в своем твите, что SoC использует ядра Tremont.

Предварительная блок-схема Snow Ridge показывает контроллер Ethernet и поддержку двухканальных DDR4 и PCIe Gen 3. SoC необычен тем, что поддерживает ячеистую архитектуру, а не традиционную кольцевую шину.

Блок-схема предполагает, что у Snow Ridge будет отсутствовать мощная Sunny Cove или GPU.
В записке говорится, что это только одна возможная конфигурация, поэтому может быть больше или меньше ядер.

До сих пор Intel не обещала других SoC на базе Tremont с меньшим количеством ядер и меньшим TDP для встроенных.
AnandTech предполагает, что, возможно, Intel может и не захотеть делать это, поскольку она переориентирует класс Atom на производительность - предположительно с более высокими, более похожими на Core ценами и наценками.
Intel перечисляет архитектуру Gracemont в своей дорожной карте, которая будет следовать за Tremont.

У Intel были проблемы с некоторыми моделями на базе Atom, включая Atom C2000, предшественника более широко развернутого серверного класса Atom C3000 .
С тех пор в C2000 была устранена ошибка деградации схемы, но в прошлом месяце Intel объявила о похожей проблеме, которая затрагивает некоторые SoC N3350 на базе Apollo Lake / Goldmont, J3355, J3455 и Pentium N4200.

Заявив, что эти компоненты прекратятся, через несколько дней Intel пересмотрела это объявление.
Как сообщает ExtremeTech , Intel перешла к утверждению, что клиенты, ожидающие использовать процессоры в течение 15 лет, могут столкнуться с проблемами при использовании степпингов B1, но могут перейти на степпинги F1.
По словам чипмейкера, клиентам, использующим SoC для более типичной 7-летней продолжительности жизни, не нужно беспокоиться.

Дальнейшая информация

Решения Intel Lakefield SoC с ядрами Tremont появятся в продаже к концу года, а продукты появятся в 2020 году. Дополнительную информацию можно найти в анонсах Intel Tremont и Tremont slidedeck (PDF) , а также в кратких анонсах Lakefield и Lakefield slide deck. (PDF) .