Intel finalmente comparte los secretos de Haswell, revela un nuevo trabajo en chips de ultra bajo consumo

Obleas de CPU Intel

La Conferencia Internacional de Circuitos de Estado Sólido (ISSCC) es esta semana, y es un momento en que las empresas y los investigadores se reúnen para discutir los avances de vanguardia en la tecnología de semiconductores. Intel realizará varias presentaciones en la conferencia de este año, con nuevos detalles sobre el futuro de la informática de bajo consumo y alguna información previamente desconocida sobre CPU de Haswell .

Haswell: El diablo está en los detalles



Cuando Intel lanzó una versión de Haswell con 40 unidades de ejecución de GPU y 128 MB de EDRAM en el paquete, con nombre en código Crystal Well, se mostró tímido con muchos de los detalles. El tamaño de la matriz, la velocidad del reloj y la estructura organizativa fueron barridos bajo la alfombra, hasta ahora. Ahora sabemos que Crystal Well EDRAM es un chip de 77 milímetros cuadrados separado (pero en el paquete) con una frecuencia de reloj de 1.6GHz con un voltaje de operación de 1V. La interfaz entre la CPU / GPU y Crystal Well se llama OPIO (en Package I / O) y es un diseño simple y flexible que Intel ha implementado en dos formas. En los chips Haswell-ULT (potencia ultrabaja), el enlace OPIO es un puente de 4 GB / s entre el concentrador de controlador de plataforma integrado y el resto del núcleo. Cuando se implementa junto con Crystal Well, el OPIO puede transferir 102 GB / s, a un costo nominal de solo 1 W de potencia.

Crystalwell

Diapositiva cortesía de Anandtech



Otras revelaciones que hizo la compañía confirmaron algunas de nuestras especulaciones de hace un año. Cuando Intel anunció que Haswell tendría un regulador de voltaje en la matriz, especulamos que el FIVR (Regulador de voltaje totalmente integrado) era un paso que Intel tomó para acelerar su tiempo de transición de inactivo a carga completa y viceversa. 0W se ha convertido en el nuevo 1GHz: cuanto más rápido un chip puede entrar y salir de inactivo, más caballos de fuerza puede aportar para tareas específicas y más energía puede ahorrar en las transiciones.

Como informa Anandtech, nuestra especulación en este frente parece haber sido correcta. FIVR es altamente eficiente (90% bajo carga) y puede entrar / salir del modo de suspensión en 320 nanosegundos y alcanzar el Turbo completo en solo 100 nanosegundos.



Los datos finales específicos de Haswell son los tamaños de troquel que Intel finalmente ha revelado para sus diversas partes.

Haswell días

Tamaños de matriz Haswell a escala.

Las partes GT3e de cuatro núcleos (es decir, la UE completa de 40 núcleos combinada con 128 MB de memoria) son bastante grandes, de 260 mm cuadrados para la CPU / GPU y 77 mm cuadrados adicionales para la memoria. Un quad-core convencional con un diseño GT2 (20 EU) tiene solo 177 mm cuadrados. Si se mira el núcleo 4 + 2 contra el núcleo 4 + 3, es obvio que Intel ha renunciado a cierta densidad de transistores para alcanzar sus objetivos de integración en la parte superior de la pila.

Las configuraciones “Iris Pro” GT3e solo se han enviado en un puñado de sistemas hasta la fecha, pero esperamos ver el debut principal de manera más amplia con la llegada de Broadwell. Es posible que Intel no esté persiguiendo el objetivo de AMD de HSA y la integración completa de GPU, pero pasar a un nodo de proceso más pequeño aún le dará más espacio para dedicarlo a mejorar el rendimiento de la GPU, y se espera que Broadwell sea un avance considerable en comparación con Haswell.

Saltos de eficiencia a largo plazo



Un área de investigación continua para todas las empresas de semiconductores es la cuestión de la eficiencia energética. Dado que la escala de voltaje convencional ya no se mueve a niveles anteriores a 2005, compañías como Intel y AMD han creado sistemas de administración de energía y control de reloj cada vez más sofisticados para garantizar que la energía total del sistema se mantenga lo más baja posible. En 2012, Intel presentó Claremont, un diseño Intel Pentium implementado en 32 nm que usaba Voltaje cercano al umbral tecnología para reducir drásticamente su potencia operativa.

Voltaje cercano al umbral de Intel

Hoy, Intel mostró algunos de sus esfuerzos en esta área desde el debut de Clairemont. La compañía ha diseñado un núcleo de gráficos que es capaz de 2.7 veces la eficiencia de gigaflops por vatio de un núcleo de GPU convencional, mientras mantiene una ventaja de rendimiento máximo de 1.4x GFLOPS / W. En otras palabras, el chip es 2.7 veces más eficiente con voltajes operativos estándar a 1.4 veces más eficiente con el voltaje operativo pico (presumiblemente esto está más cerca del Modo Turbo de hoy en día).



Núcleo de gráficos de próxima generación

Estos artículos sobre tecnología se entregan en prosa técnica y seca, pero tocan conceptos que son vitales para la futuro a largo plazo de la informática. Si los wearables se van a convertir en algo más que curiosidades semifuncionales, necesitan núcleos de CPU que puedan funcionar 2-3 veces más y realizar mucho más trabajo en el mismo sobre. Construir supercomputadoras de nivel exaescala y simular el cerebro humano en tiempo real requiere circuitos mucho más eficientes que cualquier cosa que hayamos construido hasta la fecha.

Las mejoras iterativas que debutaron en 2014 con productos como Broadwell o las plataformas Beema y Mullins de AMD pueden parecer muy lejanas a los avances predichos por artículos como estos, pero existe un vínculo directo entre los dos que se remonta a años atrás. Las tecnologías reveladas en 2014 serán las tecnologías que hagan posible computación a exaescala a principios de la década de 2020 .

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