A Intel insere truques de economia de bateria em seu processador Meteor Lake para PC
Intel adds power-saving tricks to Meteor Lake processor for PCs
Nós sabíamos que o Meteor Lake da Intel iniciaria uma nova era importante com um design que empilha alguns “chiplets” como panquecas em um único processador de próxima geração para PC. Mas agora sabemos algo mais: um desses “chiplets” abrigará uma CPU super econômica que pode manter um laptop funcionando sem consumir muita energia da bateria.
A Intel planeja divulgar os novos detalhes de design em sua conferência de Inovação na terça-feira. Lá, o CEO Pat Gelsinger deve apresentar um relatório sobre seus esforços de vários anos para recuperar a liderança da Intel em design e fabricação de processadores. O Meteor Lake, que será lançado em laptops ainda este ano, é um destaque dessa fase.
Os processadores da série M da Apple, que alimentam os laptops MacBook com longa duração de bateria e sem ventoinhas barulhentas, demonstraram as vantagens da eficiência do processador. O Meteor Lake vai reagir de duas maneiras importantes e, se a Intel cumprir o prometido, isso significará laptops melhores para milhões de nós que usamos laptops com Windows.
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Em primeiro lugar, há uma atualização para o principal componente do design do Meteor Lake, um “chiplet” chamado “compute tile” que inclui uma coleção de núcleos de CPU (unidade central de processamento). Assim como nos processadores atuais da Intel, chamados formalmente de 13ª geração Core, o processador incluirá núcleos grandes de alta performance para tarefas mais exigentes e núcleos menores de eficiência para trabalhos de menor prioridade e melhor duração da bateria. A Intel afirmou que os núcleos de CPU do Meteor Lake possuem designs atualizados que são mais eficientes e são fabricados usando o novo processo de fabricação Intel 4, que também é mais eficiente.
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Porém, em outro “chiplet”, o “system-on-a-chip” (SOC), existem núcleos de CPU ainda mais eficientes em uma “ilha de baixa potência”. O processador distribui tarefas de software entre os núcleos de performance e de eficiência várias vezes por segundo para obter os melhores resultados, e os núcleos não utilizados podem ser desativados para economizar energia da bateria.
“Para obter a melhor eficiência, as cargas de trabalho são distribuídas entre os núcleos com frequência”, disse Tim Wilson, vice-presidente do grupo de engenharia responsável pelo design do SOC. “Para muitas pessoas, a duração da bateria é tão importante quanto o desempenho de seus PCs. O Meteor Lake se destacará em ambos.”
O chip também trará novas capacidades para acelerar gráficos em sua unidade de processamento gráfico e tarefas de inteligência artificial em sua unidade de processamento neural. Ambos são aspectos fundamentais do desempenho em máquinas modernas, especialmente em computadores de alto desempenho usados para tarefas como jogos ou edição de vídeo e fotos.
Os PCs não são poderosos o suficiente para executar os modelos de linguagem mais avançados, como o ChatGPT, mas a tecnologia de IA é usada em tarefas como selecionar assuntos de fotos no Adobe Lightroom e remover fundos e ruídos de áudio em videoconferências do Microsoft Teams.
TSMC, concorrente e parceira da Intel
A Intel está sob forte pressão competitiva. Durante seus anos de progresso de fabricação interrompido, a Taiwan Semiconductor Manufacturing Co. (TSMC) e a Samsung ultrapassaram a antiga liderança tecnológica da Intel.
O mesmo aconteceu com os concorrentes que fabricam chips. A AMD ganhou participação de mercado da Intel, especialmente no mercado de servidores, onde os data centers estão repletos de milhares de processadores de alto desempenho. A Nvidia aproveitou a demanda explosiva por processadores de IA. E a Apple abandonou os processadores da Intel, passando a usar seus próprios processadores da série M, que oferecem desempenho convincente e menor consumo de energia. A TSMC fabrica os processadores para esses três principais concorrentes da Intel.
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Curiosamente, a TSMC não é apenas uma concorrente da Intel. Ela também é uma parceira. A TSMC está fabricando a maioria dos “chiplets” dentro do Meteor Lake.
A TSMC está construindo o “SOC tile” do Meteor Lake – o “chiplet” que abriga a ilha de baixa potência, o acelerador de IA, o decodificador de vídeo e o sistema Wi-Fi – em seu processo de fabricação N6. Esse processo também é usado para o “I/O tile”, que lida com tarefas de entrada e saída, como conexões Thunderbolt e USB.
O processo mais avançado da TSMC, o N5, é usado para construir o sistema de GPU Arc do Meteor Lake. Segundo a Intel, ele oferecerá o dobro de desempenho e o dobro de desempenho por watt em comparação com os processadores Alder Lake da 13ª geração.
Sob a liderança de Gelsinger, a Intel está trabalhando na transformação de seu próprio negócio de fabricação de chips, tornando-se uma “fundição” como a TSMC e a Samsung, que fabricam chips para outros clientes. Ela atraiu alguns clientes, mas espera-se que o negócio realmente deslanche apenas quando o processo de fabricação Intel 18A chegar, previsto para 2024.
Chiplets à vista
O design “desagregado” do Meteor Lake, possibilitado por uma tecnologia de empilhamento de chiplets da Intel chamada Foveros, é um sinal do que está por vir para a indústria de processadores.
A AMD está empilhando caches de memória rápida em seus processadores de PC de alta qualidade, e o M2 Ultra da Apple consiste em dois chips M2 Max conectados por uma ponte de comunicação de alta velocidade. Mas a Intel é mais agressiva com sua estratégia de chiplet, em parte devido à necessidade de tentar alcançar os concorrentes, disse o analista da Creative Strategies, Ben Bajarin.
Um exemplo do mundo real da tecnologia de empacotamento da Intel é o Sapphire Rapids da Intel, um grande processador Xeon para data centers. A Intel combina quatro chipsets de CPU, cada um também chamado de matriz ou chiplet, em um único processador maior. A EMIB (ponte de interconexão de matriz embutida), uma fina fatia de silício sob as bordas onde os chipsets se unem, fornece links de dados em todo o processador para que ele funcione como uma unidade maior.
Stephen Shankland/CNET
Com o chip Xeon Sapphire Rapids para data centers, que a Intel começou a vender no início deste ano, e depois com o Meteor Lake ainda este ano, a maioria das duas principais linhas de produtos da empresa consistirá em processadores feitos de vários chiplets interligados.
O empacotamento de diferentes chiplets aumenta o custo e o tempo de fabricação, mas também oferece uma variedade de vantagens. Diferentes processos de fabricação podem ser usados para diferentes chiplets para otimizar atributos como custo, consumo de energia e desempenho. E chips menores são menos propensos a defeitos de fabricação.
E a tecnologia de substrato de vidro da Intel, também detalhada na conferência de Inovação, abre caminho para abordagens de chiplet ainda mais avançadas. Esse vidro – base para o pacote que abriga um processador – oferece melhores velocidade, potência e vantagens de tamanho em relação à tecnologia atual.
O Meteor Lake não utiliza substratos de vidro, que não são esperados até o final desta década, mas ilustra a habilidade de empacotamento da Intel. Por exemplo, para contrabalançar a deformação que faz com que os processadores fiquem levemente curvados como uma batata frita, a Intel usa bolas de solda de tamanhos variáveis para compensar e garantir bons contatos elétricos.
A Intel também pode usar até quatro tipos de bolas de solda em seu processo, por exemplo, empregando de forma ponderada bolas de núcleo de cobre mais complexas para conexões de energia. A empresa mostrou essa tecnologia “multiball” em uma visita a seus laboratórios avançados de pesquisa de empacotamento em Chandler, Arizona.
“À medida que olhamos para os próximos cinco a dez anos”, disse Tom Rucker, vice-presidente responsável pelo trabalho de integração de montagem da Intel, “esse empacotamento se tornará mais importante”.
