Krajobraz po Ice Lake'u (Sunnycove). Intel i AMD czasowo zawieszają broń

Nie tylko AMD, ale także Intel postanowił wykorzystać Computex 2019 do przedstawienia nowej mikroarchitektury. U niebieskich to swego rodzaju święto, gdyż po raz pierwszy od 2016 roku nie mówimy już o Skylake'u. Nowość to Sunnycove. Korzysta z wyczekiwanego procesu litograficznego klasy 10 nm i w pierwszej kolejności trafi do laptopów jako czipy z rodziny Ice Lake.

Chapeau bas. Niebiescy wreszcie nie dopisali plusa do oznaczenia klasy procesu litograficznego i nie usiłują wcisnąć kolejnego Skylake'a.

Ice Lake to sprzęt nowy w całej swej rozciągłości; ma nową mikroarchitekturę rdzeni i grafiki, nową logikę i jest wytwarzany w nowej technologii. Wszystko tu wręcz pachnie świeżością. Choć wielu nie spodoba się, że Intel w pierwszej kolejności bierze się za rynek laptopów i to ultramobilnych. W desktopach pozostaje generacja 9.

Czym więc jest Ice Lake? Odważnym pomysłem na stworzenie najpotężniejszego i najbardziej rozbudowanego SoC w historii, który w ramach projektu zwanego Ateną ma wprowadzić komputery ultramobilne do grona konstrukcji wysokowydajnych – dla domu i biznesu.

Sam czip zasadniczo zawiera wszystko to, czego wymagać może użytkownik wysokiej klasy ultrabooka czy hybrydy w 2019 roku.

Są cztery rdzenie Sunnycove z obsługą wielowątkowości współbieżnej (SMT), a także nowy układ graficzny Gen 11, wyposażony w aż 64 jednostki wykonawcze i zdolny obsłużyć do trzech ekranów 5K60 lub 4K120 z HDR. Jest znacząco usprawniony kontroler pamięci, który poradzi sobie z 64 GB DDR4-3200 albo 32 GB LP4X-3733 (niskonapięciowe DDR4 lutowane do płyty).

Są nowe enodery wideo dla 10-bitowych treści 4K w 60 kl./s przy chrominancji 4:4:4 i 8K w 30 kl./s przy 4:2:0. Wreszcie, jest procesor sygnałowy obrazu zdolny obsłużyć sensor aparatu 16 Mpix i nagrania 1080p120 lub 4K30, a ponadto zintegrowane łącze Thunderbolt 3. Dwukierunkowe o maksymalnej przepustowości 40 Gb/s.

A na tym nie koniec. Wymieniłem bowiem tylko funkcje części procesorowej, a czip Ice Lake to w istocie rzeczy konstrukcja heterogeniczna, gdzie wyróżnić można jeszcze odrębny układ logiki (PCH).

Ten dorzuca do wyliczanki Wi-Fi 6 (802.11ax), procesor sygnałowy dźwięku wspierający wybudzanie głosowe, zintegrowany układ zasilania i szeroki wachlarz portów i łącz: 6 szt. USB 3.1 (wymiennie z 10 szt. USB 2.0), PCI Express 3.0, 3 szt. SATA 6 Gbps oraz eMMC 5.1.

Jednak najciekawsze są nie same technologie zaszyte w krzemie, lecz sposób w jaki te technologie mają zostać podane użytkownikowi. Niebiescy w końcu dostrzegli, że sektor komputerów mobilnych jest sektorem szerokim, a traktowanie takiego XPS-a 13 na równi z Surface'em Pro to droga – delikatnie ujmując – nieszczególne optymalna.

Choć Ice Lake to jeden rodzaj SoC, trafi na rynek w dwóch wersjach gabarytowych. Pierwsza z TDP 15 W o wymiarach 50 x 25 x 1,3 mm, a druga – 9 W i 26,5 x 18,5 x 1 mm.

To z kolei przełoży się ponoć na restrykcyjność nowego algorytmu do zarządzania budżetem energetycznym, Dynamic Tuning 2.0. W przeszłości każdy procesor Intela działał tak, że kiedy wykryte zostało wysokie zapotrzebowanie na moc obliczeniową, szedł pełną parą. Oczywiście tak długo, jak pozwalały na to limity mocy oraz chłodzenie. Dynamic Tuning 2.0 ma wykorzystać technikę uczenia maszynowego, aby lepiej dopasować tę układankę.

Innymi słowy: nie traktować obciążenia jak stanu logicznego 1, w którym procesor musi działać ile fabryka dała. Tylko przewidzieć moc wymaganą do sprawnej realizacji poszczególnych zadań.

Mikroarchitektura. Technicznie rzecz ujmując, projekt ulepszono tak, aby wykonywać więcej instrukcji równolegle i z mniejszym opóźnieniem. Powiększono też, względem Skylake'a, niektóre bufory i pamięci podręczne.

Skylake ma dwa dyspozytory, wysyłające rozkazy do ośmiu portów z maksymalnie czterema instrukcjami na cykl zegara. Sunnycove dysponuje czterema dyspozytorami i dziesięcioma portami, przez co może obsłużyć obsłużyć pięć instrukcji na cykl.

Zamiast dwóch operacji load i jednej store na cykl, w Sunnycove są dwie load i dwie store. Przy powiększonym buforze zadań oczekujących procesor powinien znacznie lepiej radzić sobie z wykonywaniem poza kolejnością; scenariuszami intensywnego wykorzystania dyspozytora i przełączaniem kontekstu. Czyli tam, gdzie nominalnie występuje wąskie gardło w pracy współczesnych jednostek obliczeniowych.

Pamięć L1 ma pojemność 48 KB, nie 32 KB. W zbliżonej skali rośnie bufor zadań oczekujących, z 224 do 352, a dwukrotnie – L2, z 256 do 512 KB. Wydatnie rozrasta się także pamięć dla zdekodowanych mikrooperacji, z 1,5K do 2,25K, jak również pamięć L2 TLB do stronicowania.

Patrząc z technicznego punktu widzenia, nie ma tu mowy o jakiejś rewolucji. Niemniej rozbudowa pamięci podręcznych to zawsze gwarancja wzrostu wydajności, a dzięki zwiększonemu zagęszczeniu technologii 10 nm, stała się po prostu możliwa – bez tworzenia wielkiego i prądożernego krzemu. (Podsystem pamięci zawsze zajmuje sporo miejsca w układzie).

Bądź co bądź, na brak postępu narzekać nie można, a do tego dochodzi kilka ciekawych instrukcji. Jest sprzętowe wsparcie dla tasowań wektorowych i sporo innej arytmetyki związanej z kryptografią. Jest też zestaw rozszerzeń AVX-512, znany dotąd tylko z procesorów serwerowych.

Zestawiając usprawnienia w warstwie zarządzania z mikroarchitekturą Sunnycove, Intel deklaruje wzrost IPC na poziomie 18 proc. i efektywnie do 25 proc. lepszą wydajność niż w przypadku modelu Core i7-8565U z rodziny Whiskey Lake, przy budżecie energetycznym 15 W. Mając w pamięci wyścig ślimaków na drodze Skylake - Kaby Lake - Whiskey Lake, biorę to w ciemno.

Jak zapewnia Intel, mikroarchitektura Sunnycove jest sprzętowo uodporniona na wszelkie znane podatności kanału bocznego: Spectre, Meltdown, L1TF, Zombieload.

Gdybym był wredny, powiedziałbym, że grafika Gen 11 to bardziej brutalna siła niż inżynieria, ale ma to sens. Nowy układ jest poniekąd jak 2 i 2/3 starego. Oczywiście z powiększonymi rejestrami i L1, co wynika wprost z możliwości procesu litograficznego klasy 10 nm.

Choć też nie pod każdym względem zasada "2 i 2/3" się sprawdza. Przykładowo, rasteryzator przetwarza 16 pikseli na cykl, czyli "tylko" dwukrotnie więcej.

Jeśli jednak deklaracje Intela się sprawdzą, to – ponownie – narzekać nie można. Oprócz wspomnianych już enkoderów i ulepszonej obsługi wyświetlaczy, Gen 11 to ponoć 80 proc. wyższa wydajność w grach (ponad 1 TFLOPS przy taktowaniu 1,1 GHz), obsługa dynamicznej synchronizacji obrazu w standardzie Adaptive Sync i na bieżąco aktualizowane oprogramowanie – z przejrzystym centrum sterowania do automatycznej optymalizacji ustawień gier.

Na tle bagatelizowanych pod względem programowym poprzedników wygląda to zachęcająco, aczkolwiek z ostateczną opinią warto się wstrzymać aż do kilku miesięcy po premierze. Tak, by producent tę poprawę wsparcia miał szansę udowodnić.

I tak, obiecano pełne wsparcie dla Linuksa, wyłączając panel optymalizujący gry. Dedykowane Gallium 3D mają ukazać się w trzecim kwartale i wspierać od razu komplet funkcji Gen 11.

Odpowiedź brzmi: w trzecim kwartale 2019 roku, a więc pomiędzy lipcem a wrześniem. Niestety konkretów sprzedażowych wciąż nie znamy. W prezentacji zabrakło choćby jednego przykładu gotowego notebooka z Ice Lake'em. Z oczywistych przyczyn ciężko mówić o cenach.

A co z desktopami? Tam póki co pozostają układy Coffee Lake-R – 9. generacja serii Core. Tym niemniej doczekają się one odświeżonych wersji z pakietem zabezpieczeń vPro. Przypomnę, chodzi głównie o implementację oprogramowania antywirusowego na poziomie sprzętowym i usunięcie również sprzętowych podatności. Jest to jakiś argument.

Swoją drogą na rynku lada dzień dojdzie do sytuacji bardzo nietypowej. Zarówno AMD, jak i Intel wydadzą czipy kolejnej generacji, ale obok siebie przejdą obojętnie.

AMD Zen 2 startuje w desktopach, a Intel Sunnycove – w notebookach i ich pochodnych. Mobilne Ryzeny 3000, takie jak model Ryzen 7 3750H, są wytwarzane w starszej mikroarchitekturze Zen+ i procesie litograficznym klasy 12 nm. Ten jest zaś odpowiednikiem intelowskiego 14 nm++.

Zatem dwaj odwieczni konkurencji tym razem rozchodzą się bez bezpośredniej wymiany ciosów.