Intel insere truques de economia de bateria em seu processador de PC Meteor Lake
Intel adiciona economia de bateria em processador PC Meteor Lake
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 PC de próxima geração. Mas agora sabemos de algo mais: Um desses chiplets abrigará uma CPU super econômica de energia que pode manter um laptop funcionando sem afetar tanto a sua bateria.
A Intel divulgou esse novo detalhe de design em sua conferência de Inovação na terça-feira, juntamente com alguns detalhes sobre os sucessores do Meteor Lake, Arrow Lake, Lunar Lake e Panther Lake. O CEO Pat Gelsinger também apresentou um relatório de status sobre seu esforço de vários anos para recuperar a liderança perdida da Intel em design e fabricação de processadores. O Meteor Lake, com previsão de lançamento em 14 de dezembro e para a última safra de laptops deste ano, é um marco de uma fase desse esforço.
Os processadores da série M da Apple, que alimentam os laptops MacBook com longa duração de bateria e sem ventoinhas barulhentas de resfriamento, demonstraram as vantagens da eficiência do processador. O Meteor Lake irá revidar 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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Primeiro, há uma atualização para o cérebro principal no 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 Lake, o processador incluirá tanto núcleos de CPU grandes e de alto desempenho para as tarefas mais exigentes, quanto núcleos de eficiência menores para trabalhos de menor prioridade e melhor duração de bateria. A Intel afirmou que os núcleos de CPU do Meteor Lake possuem designs atualizados que são mais eficientes e são construídos usando o novo processo de fabricação Intel 4, que também é mais eficiente.
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Mas escondidos em outro chip, o chiplet SOC (sistema-em-um-chip), existem núcleos de CPU ainda mais eficientes em uma “ilha de baixa potência”. O processador reorganiza as tarefas de software entre os núcleos de alto desempenho e eficiência muitas 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, você verá as cargas de trabalho sendo transferidas entre os núcleos frequentemente”, disse Tim Wilson, vice-presidente do grupo de engenharia que liderou o design do SOC. “Para muitas pessoas, a duração da bateria hoje é tão importante quanto o desempenho em seus PCs. O Meteor Lake se destacará em ambos.”
O chip também trará novas capacidades para acelerar gráficos em sua unidade de processamento de gráficos e tarefas de inteligência artificial em sua unidade de processamento neural. Ambos são dimensões chave de desempenho em máquinas modernas, especialmente computadores de alto desempenho usados para tarefas como jogos, edição de vídeo e foto.
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 para tarefas como selecionar assuntos de fotos no Adobe Lightroom e remover fundos e ruídos de áudio em videoconferências do Microsoft Teams.
Novos cérebros gráficos para o Meteor Lake
Com os processadores Meteor Lake, que a empresa venderá sob a marca Core Ultra, a Intel estreia sua próxima geração de gráficos integrados, o Xe LPG. O LPG opera de forma mais eficiente do que o Xe LP da geração anterior, teoricamente alcançando frequências mais altas com voltagens mais baixas para uma melhor duração da bateria.
O LPG também traz algumas capacidades importantes dos gráficos discretos Xe HPG da empresa para o chiplet da GPU.
Incluem-se todos os recursos essenciais para suportar o DirectX 12 Ultimate: aceleradores de ray tracing dedicados (um por núcleo gráfico, com até 8 núcleos por GPU) e suporte para mesh shaders, taxa de shading de taxa variável e feedback de amostrador.
A arquitetura também adiciona suporte para a tecnologia de aprimoramento de imagem da Intel, o XeSS (Xe Super Sampling), que depende parcialmente de IA. O XeSS permite o modo de jogo de resistência – um modo de economia de energia específico da Intel que combina aprimoramento de imagem agressivo com controle de CPU para aqueles momentos em que você precisa desesperadamente chegar a um checkpoint com a bateria.
Com o LPG, os laptops que utilizam chips Core Ultra recebem um impulso para suportar um único monitor 8K a 60Hz com decodificação e codificação HDR de 10 bits, ou quatro monitores 4K a 60Hz HDR, 1440p a 360Hz ou 1080p a 360Hz, além do HDMI 2.1.
TSMC, concorrente e parceira da Intel
A Intel está sob forte pressão competitiva. Durante seus anos de progresso de fabricação estagnado, a Taiwan Semiconductor Manufacturing Co. (TSMC) e a Samsung ultrapassaram a antiga liderança tecnológica da Intel.
Isso também aconteceu com concorrentes que fabricam chips. A AMD fez incursões na participação de mercado da Intel, especialmente no mercado de servidores, onde os data centers estão cheios 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, oferecendo desempenho atraente e menor consumo de energia. A TSMC fabrica os processadores para todos os três principais concorrentes da Intel.
Eu tive uma prévia da tecnologia de embalagem de vidro da Intel para chips mais rápidos
Mas curiosamente, a TSMC não é apenas uma concorrente da Intel. Ela também é uma parceira. Ela 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, acelerador de IA, decodificador de vídeo e sistema de Wi-Fi – em seu processo de fabricação N6. Isso 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. A Intel afirma que ele oferecerá o dobro de desempenho e o dobro de desempenho por watt em comparação com os processadores Alder Lake de 13ª geração.
Sob a liderança de Gelsinger, a Intel está trabalhando para transformar seu próprio negócio de fabricação de chips, tornando-se uma “foundry” como a TSMC e a Samsung, que fabricam chips para outros clientes. Ela atraiu alguns clientes, mas espera-se que o negócio realmente decole quando o processo de fabricação Intel 18A chegar, previsto para 2024.
Chiplets a bordo
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 alto desempenho, 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 em sua estratégia de chiplets, em parte por causa da necessidade de alcançar seus concorrentes, disse o analista da Creative Strategies, Ben Bajarin.
Um exemplo do mundo real da tecnologia de embalagem da Intel é o Sapphire Rapids, um grande processador Xeon para centros de dados. A Intel combina quatro chiplets de CPU, cada um também chamado de die, em um único processador maior. A EMIB (ponte de interconexão multidie embutida), uma fina lâmina de silício sob as bordas onde os chiplets se encontram, fornece conexões de dados em todo o processador para que ele se comporte como uma unidade maior.
Stephen Shankland/CNET
Com o chip Xeon Sapphire Rapids para centros de dados 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 compostos por vários chiplets interconectados.
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, a fim de otimizar atributos como custo, consumo de energia e desempenho. E chips menores têm menos probabilidade de 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 – uma base para o pacote que abriga um processador – oferece melhor 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 da Intel em empacotamento. Por exemplo, para combater a deformação que faz com que os processadores sejam levemente flexionados como uma batata frita, a Intel usa esferas de solda de tamanhos variáveis para compensar e garantir bons contatos elétricos.
A Intel também pode usar até quatro tipos de esferas de solda em seu processo, empregando, por exemplo, esferas de cobre mais complexas para conexões de energia. A empresa demonstrou essa tecnologia de “multi-esferas” em um tour por seus laboratórios de pesquisa avançada de empacotamento em Chandler, Arizona.
“Conforme olhamos para os próximos cinco a 10 anos”, disse Tom Rucker, vice-presidente responsável pelo trabalho de integração de montagem da Intel, “esse empacotamento se tornará mais importante”.
