Intel inserisce trucchi per risparmiare batteria nel suo processore per PC Meteor Lake
Intel incorpora trucchi per risparmiare batteria nel processore PC Meteor Lake.
Sapevamo che Meteor Lake di Intel avrebbe dato inizio a una nuova importante era con un design che impila alcuni “chiplet” come pancake in un singolo processore per PC di prossima generazione. Ma ora sappiamo anche altro: uno di questi chiplet conterrà una CPU a bassissimo consumo energetico che può far funzionare un laptop senza un impatto significativo sulla durata della batteria.
Intel ha pianificato di rivelare i dettagli di questo nuovo design alla sua conferenza sull’innovazione martedì. Qui, il CEO Pat Gelsinger dovrebbe fornire un rapporto sullo stato del suo impegno pluriennale per riconquistare la leadership di Intel nel design e nella produzione di processori. Meteor Lake, in arrivo sui laptop entro la fine dell’anno, è una parte centrale di questa fase dell’effort.
I processori della serie M di Apple, che alimentano i laptop MacBook con una lunga durata della batteria e senza ventole rumorose, hanno dimostrato i vantaggi dell’efficienza dei processori. Meteor Lake contrattaccherà in due modi importanti, e se Intel manterrà le promesse, ciò significherà laptop migliori per milioni di noi che utilizziamo laptop Windows.
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Il primo è un aggiornamento al “compute tile”, il cervello principale del design di Meteor Lake, che include una collezione di core CPU (central processing unit). Come nei processori attuali di Intel, chiamati formalmente Core di tredicesima generazione, il processore includerà sia grandi core CPU ad alte prestazioni per i compiti più impegnativi, sia core CPU più piccoli ed efficienti per lavori di minor priorità e una maggiore durata della batteria. I core CPU di Meteor Lake hanno design aggiornati che sono più efficienti e che sono costruiti utilizzando il nuovo processo di produzione Intel 4, che è anche più efficiente, ha dichiarato Intel.
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Ma all’interno di un altro chiplet, chiamato chip SOC (system-on-a-chip), ci sono core CPU ancora più efficienti su una “isola a basso consumo energetico”. Il processore sposta le attività software tra i core ad alte prestazioni e i core efficienti molte volte al secondo per ottenere i migliori risultati, e i core inutilizzati possono essere messi in stato di inattività per risparmiare energia della batteria.
“Per ottenere la massima efficienza, vedrete che i carichi di lavoro verranno distribuiti tra i core in modo molto dinamico”, ha affermato Tim Wilson, vicepresidente del gruppo di ingegneria responsabile del design SOC. “Per molte persone, la durata della batteria è oggi importante quanto le prestazioni del PC. Meteor Lake eccellerà in entrambi questi aspetti.”
Il chip porterà anche nuove funzionalità per accelerare la grafica sulla sua unità di elaborazione grafica e le attività di intelligenza artificiale sulla sua unità di elaborazione neurale. Entrambe sono dimensioni chiave delle prestazioni delle macchine moderne, in particolare dei computer di fascia alta utilizzati per compiti come il gaming o l’editing video e fotografico.
I PC non sono abbastanza potenti per eseguire i modelli di linguaggio di grandi dimensioni come ChatGPT, ma la tecnologia di intelligenza artificiale viene utilizzata per compiti come la selezione dei soggetti delle foto in Adobe Lightroom e la rimozione di sfondi e rumore audio nelle videoconferenze di Microsoft Teams.
TSMC, concorrente e partner di Intel
Intel è sotto una forte pressione competitiva. Durante gli anni di progresso di fabbricazione bloccato, Taiwan Semiconductor Manufacturing Co. (TSMC) e Samsung hanno superato il precedente vantaggio tecnologico di Intel.
Lo stesso hanno fatto i rivali che producono chip. AMD ha fatto incursioni nella quota di mercato di Intel, in particolare nel mercato dei server in cui i data center sono dotati di migliaia di processori di fascia alta. Nvidia ha sfruttato la forte domanda di processori per l’intelligenza artificiale. E Apple ha abbandonato i processori Intel, passando invece ai propri processori della serie M, offrendo prestazioni convincenti e un consumo energetico inferiore. TSMC produce i processori per tutti e tre questi importanti rivali di Intel.
Ho avuto un’anteprima sulla tecnologia di imballaggio in vetro di Intel per chip più veloci
Ma curiosamente, TSMC non è solo un concorrente di Intel. È anche un partner. Sta producendo la maggior parte dei chiplet all’interno di Meteor Lake.
TSMC sta costruendo il chip SOC di Meteor Lake, il chiplet che ospita l’isola a basso consumo energetico, l’acceleratore AI, il decodificatore video e il sistema Wi-Fi, utilizzando il suo processo di produzione N6. Questo processo viene utilizzato anche per il chip I/O, che gestisce compiti di input-output come le connessioni Thunderbolt e USB.
Il processo N5 più avanzato di TSMC viene utilizzato per costruire il sistema GPU Arc di Meteor Lake. Offrirà prestazioni doppie e prestazioni per watt doppie rispetto ai processori di tredicesima generazione Alder Lake, ha dichiarato Intel.
Sotto la guida di Gelsinger, Intel sta lavorando alla trasformazione del proprio settore di produzione di chip, diventando un “foundry” come TSMC e Samsung che costruisce chip per altri clienti. Ha attratto alcuni clienti, ma ci si aspetta che il business prenda veramente il via solo quando arriverà il processo di produzione Intel 18A, previsto per il 2024.
Chiplets ahoy
Il design “disaggregato” di Meteor Lake, reso possibile da una tecnologia di impilamento di chip chiamata Foveros di Intel, è un segno di ciò che sta per arrivare per l’industria dei processori.
AMD sta impilando cache di memoria veloce nei suoi processori per PC di fascia alta, e l’Ultra M2 di Apple è composto da due chip M2 Max collegati da un ponte di comunicazione ad alta velocità. Ma Intel è più aggressiva con la sua strategia di chiplet, in parte a causa della necessità di cercare di recuperare i concorrenti, ha detto l’analista di Creative Strategies Ben Bajarin.
Un esempio concreto della tecnologia di confezionamento di Intel è il Sapphire Rapids di Intel, un grande processore Xeon per i data center. Intel combina quattro mattonelle CPU, chiamate anche die o chiplet, in un unico processore più grande. Il ponte di interconnessione multidie incorporato (EMIB) di Intel, una sottile fetta di silicio sotto i bordi in cui le mattonelle si accostano, fornisce collegamenti dati in tutto il processore in modo che si comporti come un’unica unità più grande.
Stephen Shankland/CNET
Con il chip Xeon Sapphire Rapids per i data center che Intel ha iniziato a vendere all’inizio di quest’anno, e poi con Meteor Lake entro la fine dell’anno, la maggior parte delle due principali linee di prodotti dell’azienda sarà costituita da processori composti da diversi chiplet interconnessi.
Il confezionamento di diversi chiplet aumenta il costo e il tempo di produzione, ma offre anche una varietà di vantaggi. Possono essere utilizzati diversi processi di produzione per diversi chiplet per ottimizzare attributi come il costo, il consumo energetico e le prestazioni. Inoltre, i chip più piccoli sono meno soggetti a difetti di produzione.
E la tecnologia dei substrati di vetro di Intel, anche descritta alla conferenza sull’innovazione, apre la strada a approcci di chiplet ancora più avanzati. Quel vetro – una base per il package che contiene un processore – offre migliori prestazioni in termini di velocità, potenza e dimensioni rispetto alla tecnologia attuale.
Meteor Lake non utilizza substrati di vetro, che si prevede che arriveranno solo più avanti in questo decennio, ma illustra comunque la competenza di Intel nel confezionamento. Ad esempio, per contrastare la deformazione che fa sì che i processori siano leggermente flessi come una patatina, Intel utilizza palline di saldatura di dimensioni variabili per compensare e garantire buoni contatti elettrici.
Intel può anche utilizzare fino a quattro tipi di palline di saldatura nel suo processo, ad esempio impiegando saggiamente palline con nucleo di rame più complesse per le connessioni di alimentazione. L’azienda ha mostrato questa tecnologia “multiball” in un tour dei suoi laboratori di ricerca avanzata sul confezionamento a Chandler, in Arizona.
“Guardando ai prossimi cinque o dieci anni”, ha detto Tom Rucker, il vicepresidente responsabile del lavoro di integrazione dell’assemblaggio di Intel, “quel confezionamento diventerà sempre più importante”.
