Az Intel Tiger Lake sorozata, amely az ultrahordozható noteszgépeket veszi célba elsősorban, hivatalosan majd csak szeptember másodikán mutatkozik be, vagyis a konkrét modellekről még nem hullott le a lepel, de az Architecture Day 2020 időközben lezajlott, ahogy az várható volt. A rendezvényt virtuális keretek között, „zárt kapuk mögött” tartották meg, nemrégiben azonban lejárt az NDA, így most már hivatalosan is összegezni lehet, milyen újítások várhatóak a Tiger Lake SoC egységek esetében az előző generációhoz képest. Ebben az AnandTech összefoglalója nyújt segítő jobbot. Első körben most a Tiger Lake SoC kerül terítékre, egy külön hírben azonban a GPU piaci tervekről is említést teszünk rövidesen.
Új gyártástechnológia, ami új nevet is kapott
A 10 nm-es csíkszélesség kétségkívül nem a legsikeresebb gyártástechnológia az Intel háza táján, ugyanis túl nagy fába vágták a fejszéjüket anno, túl nagyot akartak lépni a 14 nm-es csíkszélességhez képest, a nagy falat pedig félig-meddig a torkukon akadt egy időre, aminek csúszás lett az eredménye. A 10 nm-es gyártástechnológiát első körben a Cannon Lake sorozatnál vetették be, ám a csapnivaló kihozatali arány és a különböző technológiai nehézségek miatt csak kis mennyiségben készültek ezek a processzorok, méghozzá maximum 2 processzormaggal és inaktív iGPU-val. Éppen ezért minden esetben kellett melléjük dGPU is, amit az AMD szállított – ezt a korszakot nem véletlenül nem emlegetik azóta sem.
Az első használható 10 nm-es fejlesztés az Ice Lake volt a konzumerpiacon, azon is belül a mobil konfigurációk szegmensében, ám a gyártástechnológia még itt sem volt az igazi, ugyanis a maximális órajelek elég alacsonyak voltak, ami igazából el is vitte a magasabb IPC jelentette előnyt – a 15-20%-kal magasabb IPC mellé 10-20%-kal alacsonyabb órajelek társultak, így a 14 nm-es processzorokhoz képest nagyon minimális előrelépésre kerülhetett sor teljesítmény terén.
Az Ice Lake generációnál használt 10 nm-es csíkszélességet most nem a 10 nm+ váltja, hanem a 10 nm SuperFin. Ennél az új csíkszélességnél több változás is történt, amelyek segítenek a teljesítmény és az energiahatékonyság növelésében. Ilyen újítás az alsóbb rétegeknél bevezetett határoló anyagok, amelyek vékonyabb kivitelben érkezhetnek, mint az előző generációs megoldások, valamint segítenek az összekötők (vias) ellenállásának csökkentésében is, méghozzá akár 30%-os mértékben.
Az ellenállás csökkentésével javul a fémrétegeket összekapcsoló összekötők teljesítménye, ami mindenképpen üdvözlendő tény. Ezzel együtt egy új SuperMIM kondenzátor is készült, ami a magasabb szintű rétegekben foglal helyet. Ez a kondenzátor egy hagyományos MIM megoldáshoz képest ötször nagyobb kapacitást biztosít ugyanakkora területen, ami segít a feszültségesés csökkentésében, illetve a tranzisztorteljesítmény növelésében, ezáltal a termék is jobban teljesít.
Az újítások hatására az eddigi legjobb előrelépést sikerült elérni adott node-on belül, ami most 17-18%, vagyis akkora előny, mint ha a Brodawell és a Coffee Lake generációknál használt 14 nm-es csíkszélesség-alváltozatok közötti ugrást nézzük. A 10SF lényegében olyan energiahatékonyságot kínál, ami versenyképessé teszi a TSMC és a Samsung 7 nm-es gyártástechnológiáival szemben.
Az új nevezéktan persze később is megmarad, így a következő 10 nm-es csíkszélesség a 10 ESF, azaz 10 Enhanced SuperFin nevet viseli majd. Utóbbi az Xe-HP gyorsítókártyáknál, illetve a Spphire Rapids sorozatnál lesz elérhető.
Újítások processzormagok szintjén
A Tiger Lake generáció az Ice Lake modelleknél használt Sunny Cove dizájnt viszi tovább, már ami az alapvető magfelépítést illeti. Változik viszont az L2 Cache és az L3 Cache kapacitása, felépítése és működése. Az L2 Cache eddig 512 KB-os volt, nyolcutas dizájnnal, inkluzív felépítéssel használva, ám a Willov Cove esetében már 1,25 MB-os L2 Cache került szolgálatba, 20-utas kivitelben, nem-inkluzív típusú felépítéssel.
Ez a módszer előnnyel és hátránnyal is jár: az előny, hogy a nagyobb L2 Cache miatt a hibaráta jelentősen csökken, ám a nagyobb gyorsítótár miatt a késleltetés is növekszik, míg a nem-inkluzív működés a fogyasztásra és a lapkaméretre hat negatívan, hiszen a nem-inkluzív gyorsítótár működéséhez extra hardverre van szükség a gyorsítótár-koherencia biztosításához. A gyakorlatban majd kiderül, teljesítmény terén ez mit is eredményez.
Az L3 Cache szintén változott, ugyanis 8 MB helyett már 12 MB-nyi kapacitással bír maximális kiépítés esetén, ami 50%-os növekmény, ám ezzel egy időben a 16-utas dizájnt 12-utasra cserélték, így a kettő negatív és pozitív hatásai nagyjából kiegyensúlyozott helyzetet teremtenek.
Az órajelek jelentősen növekedni fognak, ugyanis míg az Ice Lake sorozatnál 4 GHz-nél vége volt a dalnak, addig a Tiger Lake generációnál már akár 5 GHz körüli maximális boost órajel elérésére is lesz mód. Mivel architektúra szintjén csak 5% körüli, illetve inkább ez alatti teljesítménynövekedésre lehet számítani, a gyorsulás oroszlánrészét a magasabb órajelek adhatják.
Megújult a memória-alrendszer
A Tiger lake SoC egységek már akár 64 GB-nyi DDR4-3200 MHz-es, illetve akár 32 GB-nyi LPDDR4X-4266 MHz-es memória kezelésére is képesek lesznek, ami sorrendben 51,2 és 62,8 GB/s-os memória-sávszélességet eredményez. Technikailag LPDDR5-5400 memória-támogatás is rendelkezésre áll, amivel már 86,4 GB/s-os memória-sávszélesség is elérhető, ám az LPDDR5 lapkák magas ára miatt ez eleinte nem igazán kerül bevetésre, majd csak akkor, ha a tömegtermelés beindul és az LPDDR5-ös lapkák ára elindul lefelé.
Fokozzák a biztonságot
A Tiger Lake generáció teljes memória-titkosításra is képes lesz (TME – Total Memory Encrpytion), ami hathatós védelmet biztosít a hardveres támadások ellen, cserébe viszont csak 1-2%-nyi teljesítményt kér legrosszabb esetben is, így megéri bevetni. Az egyelőre nem világos, hogy a TME funkció a vPro támogatással ellátott példányok kiváltsága lesz-e, de legkésőbb a rajt alkalmával erre is fény derül.
Jön az Xe-LP sorozatú iGPU, ami nagyon ütős lesz
Az Ice Lake modelleknél komoly teljesítménynövekedést hozott a Gen11 alapú iGPU a Gen9.5-ös megoldásokhoz képest, a Gen11 és a Gen12 között pedig szintén óriási előrelépésre lehet számítani. A Tiger Lake sorozatnál alkalmazott Gen12-es Xe-LP iGPU már alapból 50%-kal több EU egységgel érkezik, azaz 64 helyett 96 EU-t állíthat csatasorba, valamint órajel terén is 50%-os növekedésre van kilátás, hiszen a korábbi 1100 MHz helyett már 1650+ MHz elérésére van mód. Az Ice Lake maximális fogyasztási kerete mellett a Tiger Lake legalább 2,25x gyorsabb lesz iGPU fronton, ám a leggyorsabb modelleknél akár 1800 MHz-ig is feltornázhatják az iGPU órajelét, ami még nagyobb különbséget eredményezhet.
A GEN12 alapú iGPU felépítése is más lesz, már ami az EU-kat illeti. A GEN11 esetében a 64 EU mindegyike 4+4 ALU-val rendelkezett, amelyekhez négy FP/Int egység, valamint négy FP/Extended Math egység társult. 16 ilyen EU alkotott egy altömböt a Gen11 alapú iGPU egységeknél. Ehhez képest a Gen12 esetében már 10 ALU áll rendelkezésre egy-egy EU-n belül, méghozzá 8+2 kiépítésben. Ezek az EU-k a 2xINT16 és INT32 adattípusokat egyaránt támogatják, valamint az új DP4a utasításokat is kezelik, így INT8 alapú dedukciós munkafolyamatokat is gyorsíthatnak.
Ahogy eddig megszokhattuk, most is 16 EU alkot egy alszeletet, így ezek aktiválásával és deaktiválásával elérhető a kívánt teljesítmény. Újítás viszont, hogy a Tiger Lake esetében már minden ilyen alszelet kapott saját elsőszintű adat- és textúra-gyorsítótárat, a pixel backend pedig órajelenként 8 pixelt tud elkészíteni két alszeletenként. A nagy egészet nézve az iGPU 1536 FLOP/órajel teljesítmény elérésére képes, míg a mintavételezők 48 Tex/órajel teljesítménnyel dolgoznak alszeletenként, a back-end pedig 24 pixel/órajel összteljesítményre képes.
Fontos továbbá, hogy a Tiger Lake Xe-LP iGPU már külön 16 MB-nyi harmadszintű gyorsítótárat is kapott, ami el van különítve a chip többi L3 gyorsítótárától, a memória felé történő összeköttetés sávszélességét pedig megduplázták, így órajelenként 2 x 64 B írásra vagy olvasásra van lehetőség, de ezek tetszőlegesen is kombinálhatóak.
Arról egyelőre nincs hír, pontosan milyen teljesítményre képes az új iGPU, ám most már erre sem kell sokat várni, ugyanis a Tiger Lake sorozatról szóló első független tesztek heteken belül megjelenhetnek.
PCI Express 4.0 támogatás, elsősorban az SSD-k számára
A Tiger Lake alapú rendszerek az aktuális információk alapján első körben csak négy darab PCI Express 4.0-s sávval rendelkezhetnek, ugyanis 8 GB/s-os sávszélességet emlegettek a mérnökök, márpedig egy PCI Express 4.0-s sáv esetében 2 GB/s-os sávszélességről beszélhetünk. Ez persze bőven elég lehet két darab SSD meghajtására x2 módban, de akár külső videokártya kiszolgálására is lehet mód egy szupergyors M.2-es SSD mellett.
Fejlődött a kodekkezelő rendszer, a kijelző-vezérlő, illetve egyebek is
A Tiger Lake esetében fontos újítás, hogy ez a fejlesztés az első, amely hardveres gyorsítás kínál az AV1-es kodekekhez, igaz, egyelőre csak a dekódolásnál működik a funkció, a kódolásnál még nem. A népszerűbb kodekek kezelésével kapcsolatos teljesítményt megduplázták mind kódolás, mind pedig dekódolás terén, ennek köszönhetően 12-bites hardveres videó futószalag áll rendelkezésre, természetesen HDR támogatással karöltve és a 8K60-as tartalmak lejátszásának gyorsítását is támogatja a rendszer.
A kijelzőmotor szintén fejlődött, így most már négy darab 4K-s futószalag kezelésére képes a rendszer, ezeket pedig USB4 Type-C, Thunderbolt 4, HDMI 2.0 és DispalyPort 1.4-es csatlakozókon keresztül lehet igénybe venni, akár egyidejűleg is. Fontos extra, hogy a kijelzőmotor akár 360 Hz-es paneleket is kezelni tud, de ezzel együtt Adaptive-Sync támogatással, 12-bites BT2020 színtér-támogatással, valamint HDR10 támogatással is rendelkezik.
Thunderbolt 4 portból egyébként maximum kettőt tartalmazhat a rendszer, ezek egyenként 40 Gbps-os sávszélességgel dolgozhatnak, az egyiknek viszont a gyorstöltő funkciót is támogatnia kell. Az egyik port a notebook egyik oldalán, míg a másik a másikon kaphat helyet, az egyik akkumulátortöltésre is használható lesz.
Érdekesség, hogy a Tiger Lake generáció esetében a konfigurációk döntő többsége a beépített iGPU-ra támaszkodik majd, vagyis külön videokártya nem kerül a SoC egység mellé. Thunderbolt 4 alapú külső videokártya alkalmazására a jelek szerint lesz lehetőség.
A Tiger Lake fejlesztés esetében az IPU (képfeldolgozó egység) jóvoltából továbbra is maximum 6 kamera támogatására képes a rendszer, csak úgy, ahogy az Ice Lake modelleknél, ám a Tiger Lake már 4K90 videók és 42 MP-es képérzékelő lapkák kezelésére is képessé válik idővel. A négymagos fejlesztésnél 4K30-as videók és 27MP-es képérzékelő lapkák jelentik a csúcsot.
Később azonban nyolcmagos modellek is érkezhetnek, amelyek már 24 MB-os megosztott harmadszintű gyorsítótárat tartalmaznak. Az nem világos, hogy az említett extra támogatás csak a több processzormaggal és gyorsítótárral ellátott modelleknél lesz-e elérhető, vagy csak szimplán jobb rendszermemóriához van-e kötve (LPDDR5-5400), de idővel ez is letisztul.
Fontos újítás a GNA 2.0 (Gaussian and Neural Accelerator 2.0), ami lényegében egy alacsony teljesítményű dedukciós motor. Erre ki lehet szervezni számos egyszerűbb feladatot, mind például a hanghívások és hangfelvételek zajszűrésével kapcsolatos munkafolyamatot. A GNA 2.0 esetében 1 milliwatt fogyasztással 1 GigaOP teljesítmény érhető el, ami lineárisan skálázható akár 38 GigaOP teljesítményig és 38 mW-os fogyasztásig. Arról nem esett szó, hogy a GNA 1.0-hoz képest pontosan milyen technikai változtatások történtek, valamint a teljesítmény összehasonlítására sincs mód, hiszen az Ice Lake esetében a GNA 1.0 teljesítményéről sosem esett szó.
Fejlődött a tápellátás-menedzsment, illetve a frekvencia és a feszültség skálázása
A Tiger Lake modelleknél a szokásos tápkapuzáson felül a PCIe és az USB vezérlők, valamint a hőszenzorok is külön-külön alvó állapotba kapcsolhatnak, ám ekkor adataikat valahova ki kell másolni, éppen ezért hardver alapú mentő és helyreállító logikával bővült a SoC egységek repertoárja. Remélhetőleg a további változásokról is beszél majd a vállalat a rajt alkalmával, szeptember másodikán, amikor a teljes termékcsalád bemutatkozik.
Érdekesség egyébként, hogy a Tiger Lake generáció esetében 10 és 65 W közötti támogatásról beszéltek a mérnökök, ám az aktuális négymagos fejlesztés a 15 W-os kategóriába érkezik, így a 65 W környékén elhelyezkedő példány már a nyolc maggal és 24 MB-os harmadszintű gyorsítótárral szerelt verzió lehet, ami a korábbi Broadwell processzorokhoz hasonlóan szintén szerencsét próbálhat a különleges formátumú asztali számítógépek szegmensében.
A további részletekről szeptember másodikán eshet szó.
