Intel detalla la arquitectura de CPU Goldmont en el corazón de Apollo Lake

Una oblea de Avoton (Silvermont)

Durante los últimos meses, los detalles sobre la arquitectura de Goldmont (esa es la actualización de la microarquitectura Atom que reemplazó a Silvermont este año) han sido extraordinariamente escasos y difíciles de conseguir. Después de profundizar en las arquitecturas anteriores, incluida la actualización de Silvermont que alimentaba los dispositivos Bay Trail y Cherry Trail, Intel se negó a hablar sobre Goldmont en un grado significativo. Si bien es cierto que estos chips están siendo relegados a los de menor costo Líneas Pentium y Celeron Como parte de la plataforma Apollo Lake, el hardware de Goldmont seguirá impulsando millones de dispositivos durante los próximos años, y ha sido interesante observar la evolución de los chips de núcleo pequeño de Intel en relación con sus homólogos de núcleo grande.

Ahora, gracias a la actualización x86-64 de Intel guías de programación, hemos echado un vistazo a lo que puede hacer el nuevo chip y en qué se diferencia de Silvermont, que debutó por primera vez en 2013. Goldmont incorpora una serie de mejoras sobre Silvermont, aunque algunos de los diagramas son un poco escuetos en comparación con lo que Intel suele crear publicaciones para consumidores:

Diagrama de Goldmont



Donde Silvermont (y Kabini / Jaguar / Puma de AMD) eran todos decodificadores de doble emisión, Goldmont tiene tres unidades decodificadoras y un máximo de 20 bytes decodificados por ciclo. Las canalizaciones de caché de búsqueda y de instrucciones ya no están acopladas, se han agregado compatibilidad con páginas grandes y hay una pequeña caché de 'precodificación' L2 (16K) que no existía en los procesadores Atom anteriores. El decodificador de triple ancho de Goldmont se corresponde con su capacidad para retirar hasta tres instrucciones por ciclo, y el chip es capaz de ejecutar una carga y almacenar por ciclo de reloj (Silvermont solo podía realizar una carga o almacenar por ciclo de reloj). Se pueden ejecutar tres operaciones simples de enteros por ciclo y la generación de direcciones ahora está desordenada en Goldmont (las direcciones de memoria generadas y programadas por Silvermont en orden, pero podrían completarlas fuera de servicio).

Goldmont-Silvermont

Goldmont también ha mejorado en general las latencias de instrucción (cuánto depende de las instrucciones en cuestión, pero algunas de las ganancias son considerables) y puede decodificar un máximo de dos ramas por ciclo (Silvermont se limitó a una). En general, Goldmont es una ganancia mucho menor sobre Silvermont que Silvermont en comparación con el núcleo Atom original, Bonnell, pero es justo señalar que ha pasado mucho menos tiempo entre el debut de Bonnell (2008) y Bay Trail (2013) en comparación. a Silvermont (2013) y Goldmont (2016). Intel tampoco ha pasado por tantas transiciones de nodos de proceso. Bonnell era un núcleo de 45 nm en comparación con los 22 nm de Silvermont, mientras que Goldmont es un chip de 14 nm.

Leyendo las hojas de té

El cambio de Goldmont-Silvermont es conceptualmente similar a las actualizaciones que AMD hizo a su CPU “Bobcat” de 40 nm cuando construyó la versión posterior de Jaguar de 28 nm. Si bien las dos empresas realizaron cambios diferentes en sus arquitecturas subyacentes, en ambos casos, Intel y AMD optaron por mejorar y actualizar los diseños básicos que habían implementado anteriormente en lugar de realizar un gran conjunto de cambios o dar un salto adelante dramático.

A principios de este año, especulé que Intel podría haberse visto obligado a bajar los relojes de la CPU Goldmont en comparación con Silvermont, porque la CPU realizaba más trabajo por ciclo y, como resultado, tenía más dificultades para alcanzar altas frecuencias dentro de los rangos de TDP anteriores. Esto aún podría ser cierto; en términos generales, esperaríamos que Goldmont sea al menos modestamente más rápido que Silvermont en una base de reloj por reloj, y las arquitecturas de CPU de mayor eficiencia a menudo usan más energía a las mismas velocidades de reloj que los núcleos de menor eficiencia. .

Aún está abierto a discusión cuánto cualquiera de estos problemas afectó específicamente a Goldmont, o si el rendimiento de la nueva arquitectura influyó en la decisión de Intel de eliminar las divisiones de hardware de tabletas y teléfonos inteligentes de Atom. Al revisar las diversas páginas de Atom de Intel, está claro que 'Atom' se está eliminando gradualmente como una marca separada: no se han lanzado nuevos chips en los mercados de computadoras de escritorio o móviles convencionales durante años, y solo hay un puñado de diseños de Rockchip de 28 nm renombrados en la página Ark de teléfonos inteligentes y tabletas. Dicho esto, Intel ofrece un chip de 28 nm de 1,2 GHz como parte de su acuerdo Rockchip, donde anteriormente alcanzaba los 1,1 GHz. Es de suponer que creó el SKU de gama alta por una razón, pero si la compañía está enviando algún volumen en estas partes es una pregunta abierta. Probablemente no lo sea.

En cuanto a si la arquitectura Goldmont tiene un futuro más allá de los 14 nm o no, Intel realmente no lo ha dicho. Por un lado, tener un núcleo Pentium y Celeron de gama baja disponible permite a Intel posicionar esos sistemas como significativamente diferentes (y mucho menos costosos) que Core i3 / i5 / i7, y puede continuar diseñando CPU derivadas de Goldmont para esa sola razón. Por otro lado, sin embargo, tanto Intel como AMD se han alejado de las arquitecturas de múltiples CPU, ya que han abandonado el mercado de tabletas y teléfonos inteligentes. Puede ser que en el futuro, Intel simplemente aborde este espacio con derivados de chips Core, tal como solía hacer antes de que Atom entrara en escena en 2008.

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