Intel Architecture Day: Intel представи архитектурата на процесорите Alder Lake

По време на специалната презентация Intel Architecture Day бяха съобщени някои подробности за архитектурата на фамилията процесори Alder Lake, които трябва да излязат тази есен. Това ще бъдат първите чипове на Intel, които се използват различни процесорни ядра – Gracemont и Golden Cove. Тези процесори поддържат технологията Thread Director за интелигентно натоварване на разнородните процесорни ядра. Старшите модели на чиповете Alder Lake ще имат до 16 ядра и до 24 нишки, ще поддържат работата с DDR5 оперативна памет, както и PCI Express 5.0 шината.

Intel съобщи, че десктоп версиите на Alder Lake ще имат 8х бързи процесорни ядра и 2х четириядрени клъстъра с икономичните Golden Cove ядра. По този начин десктоп процесорите Alder Lake ще имат 16 ядра, които могат да имат до 24 нишки, понеже технологията Hyper-Threading се поддържа само от Golden Cove ядрата. И още, 16-ядрените процесори Alder Lake ще имат допълнителни 30 MB кеш памет от трето ниво с динамично разпределение в зависимост от натоварването.

За управлението на разнородните ядра на процесорите Alder Lake компанията е разработила специализираната технология Thread Director. Това е хардуерно решение, което в режим на реално време  събира данни за работата и състоянието на всички ядра и на изпълняваните процесорни инструкции, която се използва за прехвърляне изпълнението на нишките към ядрата от различен тип. Intel специално подчерта, че тъй като Thread Director е динамична и адаптивна технология, то нейната ефективност е много по-висока от всички известни към днешен ден алгоритми от подобен род, базирани на правила.

Основната задача на Thread Director технологията е да навреме да прехвърля нишките изискващи много системни ресурси и критични към скоростта на изпълнение, някои бързи процеси, поточни инструкции с използване на векторни команди. към по-производителните процесорни ядра. В същото време фоновите процеси, които нямат високи изисквания към скоростта на изпълнение, ще се прехвърлят към по-икономичните ядра. Едновременно с това Intel подготвя разширение към програмната библиотека PowerThrottling API, което ще даде възможност на разработчиците и програмистите ръчно да задават приоритета на нишките и да имат възможност да определят приоритета на нишките по отношение на процесорните ядра.

Въпреки че технологията Thread Director работи на хардуерно ниво, тя изисква поддръжката от страна на операционната система. Intel съобщи, че Windows 11 вече поддържа новата технология и може да работи с хибридната архитектура на процесорите Alder Lake. В другите операционни системи, които не поддържат Thread Director, ефективността на работата на процесорите Alder Lake ще бъде значително по-ниска, но Intel вече работи за нейното внедряване във всички по-известни ОС. Освен това при Windows 10 няма да има проблеми с разпределяне на натоварването, понеже в тази операционна система е вградена технологията Intel Hardware Guided Scheduling (HGS), която може правилно да разпределя натоварването на ядрата.

Както обикновено, десктоп процесорите Alder Lake имат нужда от нови дънни платки със сокета LGA 1700. Компанията заяви, че това се налага заради поддръжката на новите типове RAM и външни интерфейси. Освен с  DDR4-3200 десктоп процесорите Alder Lake ще бъдат съвместими с новата DDR5 оперативна памет до DDR5-4800 включително. И още, интегрираният в процесора PCIe контролер ще поддържа 16 линии PCIe 5.0 за използването на видеокарти и допълнителни 4 линии PCIe 4.0 за бързите флаш дискове. Да напомним, че PCIe 5.0 шината осигурява двойно по-висока пропускателна способност в сравнение с PCIe 4.0.

Освен това, в процесорите Alder Lake за десктоп компютри е предвидено интегрирането на графично ядро с новата Xe-LP архитектура, което разполага с 32 изчислителни блока както е при Rocket Lake.

Връзката между различните функционални модули на процесорите Alder Lake се осигурява с помощта на съвсем нова вътрешна шина със сумарна пропускателна способност до 1 TB/s. Тази шина отделя 100 GB/s за всяко ядро или клъстър, като по този начин осигурява високоскоростно взаимодействие между процесорните ядра чрез L3 кеша. За нея е вградена специализирана нова технология за динамично управление на честотата плюс гъвкава маршрутизация, главният приоритет на която е намаляване на латентността от всякакъв тип.

Освен процесорите Alder Lake за десктоп компютри корпорацията обеща да представи на пазара и мобилни BGA модификации на тези чипове с леко променен комплект от процесорни модули и с понижена консумация на електрическа енергия. Типичната мобилна конфигурация ще има 6х ядра Golden Cove и 8х ядра Gracemont. Графичното ядро Xe-LP в мобилните Alder Lake ще има 96 изчислителни модула, а кешът от трето ниво ще бъде 24 MB. Intel ще предложи и ултрамобилни версии само с 2х бързи ядра Golden Cove, като при тях и капацитетът на L3 кеша е намален до 12 MB.

Моделите на Alder Lake за мобилни компютри освен поддръжката на DDR4-3200 и DDR5-4800 оперативна памет ще могат да работят и с новата енергийно ефективна LPDDR4x-4266 и LPDDR5-5200. Те ще имат интегрирани Thunderbolt 4 контролери и IPU за хардуерна поддръжка на видео стрийминг.

Новите процесори Alder Lake ще се произвеждат чрез технологичния процес Intel 7, който преди се наричаше 10 nm Enhanced SuperFin. Според Intel, това ще бъдат най-производителните предложения на компанията. А благодарение на мащабируемостта на новата процесорна архитектура те ще могат да бъдат използвани във всички видове компютърни системи – от малки лаптопи до мощни десктоп компютри за професионалисти и ентусиасти. Температурният коефициент TDP на различните конфигурации варира от 9 до 125 W.