Tecnologías Intel: Microarquitectura Atom Núcleo Tremont En Lakefield
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Tecnologías Intel: Microarquitectura Atom núcleo Tremont en Lakefield Tomado de : https://www.anandtech.com/show/15009/intels-new-atom-microarchitecture-the-tremont-core, https://www.pcworld.com/article/3447343/intel-tells-more-about-tremont-the-atom-core-inside-the-surface- neo-and-lakefield-chip.html, Intel ha presentado formalmente Tremont, su núcleo de procesador Atom de próxima generación y la mitad del dúo de procesadores que formarán Lakefield y alimentarán el próximo Surface Neo de Microsoft. La compañía describio el diseño de Tremont en detalle en la Linley Fall Processor Conference. Intel reveló Tremont tan pronto como el pasado mes de enero en el CES showcase, cuando presentó Lakefield, una novedosa arquitectura híbrida con los procesadores Tremont y Core trabajando juntos. Es justo decir que se trata de un caso de misterio envuelto en un enigma, ya que el único producto anunciado que utiliza Lakefield es el Surface Neo de Microsoft, un dispositivo de doble pantalla similar a un PC, que Microsoft mostró brevemente hace unas semanas. Con Tremont, al menos, podemos empezar a desentrañar más de los misterios que subyacen a Surface Neo y Lakefield. Debido a que Tremont es una arquitectura de procesador, como la arquitectura de Sunny Cove que subyace a los chips Ice Lake Core de Intel de 10ª generación, ciertos detalles específicos, como la velocidad del reloj, por ejemplo, deben esperar hasta que los productos reales salgan al mercado. Pero sabemos los papeles que se le asignan a Tremont: Según Stephen Robinson, ingeniero principal senior de Intel, Tremont está siendo diseñado para dispositivos de red, PC y IO. Los productos construidos alrededor de Tremont consumirán entre 0.5W y 2W. Lakefield, y los núcleos de Tremont que contiene, se están fabricando utilizando el proceso de 10 nm de Intel. El desempeño de un solo subproceso será un 30 por ciento más alto que su predecesor, Goldmont Plus, basado en los puntos de referencia SPECint y SPECfp, dice Intel. Aunque Intel ha estado discutiendo mucho sobre su microarquitectura Core, es fácil olvidar que sus diseños Atom de menor potencia siguen prevaleciendo en muchas verticales comerciales. El año pasado, en la Cumbre de Arquitectura de Intel, la compañía presentó una hoja de ruta ampliada que muestra las próximas tres generaciones de Atom después de Goldmont Plus: Tremont, Gracemont y `Future Mont'. Tremont está listo para ser lanzado este año, siendo el primero en un diseño híbrido x86 de baja potencia llamado Lakefield para portátiles, y usando una nueva tecnología de apilamiento llamada Foveros construida sobre 10+ nm. En la conferencia de procesadores Linley de hoy, Intel dio a conocer más sobre la microarquitectura detrás de Tremont. Una breve historia de Atom La microarquitectura Atom de menor potencia de Intel se ha utilizado para una variedad de soluciones: plataformas integradas, redes, teléfonos inteligentes, tabletas, netbooks, dispositivos NAS, concentradores de control y una amplia gama de cosas que ni siquiera conocemos. El posicionamiento de Atom en comparación con Core fue pensado para que Atom fuera el diseño de núcleo más pequeño, ocupando menos área de matriz de silicio y siendo de menor rendimiento, pero en última instancia con menor potencia en una época en la que la microarquitectura Core se centraba más en diseños de alto rendimiento. Las últimas generaciones de Atom son fácilmente cuantificables: Silvermont basado en 22nm fue un gran producto para la compañía, que ha evolucionado hasta convertirse en Airmont, Goldmont, Goldmont Plus y ahora Tremont. Intel's Atom History Node Smartphone Tablet Netbook Networking Notebook Server Medfield Saltwell 32nm 2011 Clover Trail Cedar Trail Clover Trail+ Merrifield Bay Trail-M Rangeley Silvermont 22nm 2013 Bay Trail-T Moorefield Bay Trail-D Avoton Airmont 14nm 2015 'Riverton' Cherry Trail-T Braswell Denverton Willow Trail Goldmont 14nm 2016 'Broxton' Apollo Lake Apollo Lake Goldmont+ 14nm 2017 Gemini Lake Tremont 10+ 2019 Lakefield Lakefield Snow Ridge Las líneas de la familia Atom se confunden un poco con el juego de Intel en todos estos espacios. El núcleo del átomo dentro de una familia dada suele ser idéntico (la configuración de L2 puede cambiar), y debido a la SoC en juego, podría obtener un nombre diferente basado en el mercado al que se dirigía. Intel descartó el programa de teléfonos inteligentes con Broxton en 2016, y el tipo de tableta de SoC también ha desaparecido. Con Lakefield, que combina Core y Atom, podría utilizarse de nuevo en Tablets para 2019/2020, pero lo veremos en Notebooks con el Surface Pro Neo y en mercados de networking/embedded como Snow Ridge. Cabe señalar que a medida que Intel amplió el alcance de su microarquitectura Core, de 1,5 W por núcleo a más de 20 W por núcleo, ha convertido a Atom en un tipo de producto más especializado. Atom todavía tenía esa ventaja de super-baja potencia, con un área de troquelado mucho más pequeña, pero también ha tenido un rendimiento súper bajo con una función de paso cuantificable por debajo de lo que Core puede proporcionar. Con Tremont, el objetivo principal de Intel era llevar el rendimiento de rosca única del diseño de Atom en paridad a Core en el extremo inferior del rendimiento, con una superposición considerable entre el rendimiento de un diseño de núcleo único y el de un diseño de átomo único. Intel publicó este gráfico para demostrar cómo se ve esto en el silicio temprano: Ahora, las plataformas Atom de Intel no han tenido la mejor prensa en los últimos años. Además de proporcionar unos portátiles realmente bonitos con una gama de 200 dólares en el lado del consumidor, el lado de la empresa ha estado lidiando con un problema de degradación del reloj que, en última instancia, hace que los sistemas Atom construidos con procesadores C2000 no puedan arrancar, lo que fue una mala noticia para los sistemas Atom integrados, diseñados para funcionar durante 10-20 años. Intel ha corregido desde entonces ese error con una actualización de silicio, pero el objetivo de ese silicio era que no se tocara durante una generación. Con eso aparte, Intel está buscando revivir su fortuna en Atom con el nuevo diseño de Tremont, y está deseando que llegue Gracemont y más allá. Un mayor rendimiento, el cruce con Core, y con hardware construido sobre el último proceso 10+ de Intel, debería ofrecer una serie de oportunidades. Hasta que tengamos en nuestras manos el hardware, vamos a examinar el diseño. Metas de diseño para Tremont La peculiaridad del diseño de CPU es que para los ingenieros que han estado incrustados en este espacio durante 20 años, cuando se les enseñó sobre el diseño de procesadores, el enfoque principal era el rendimiento. Se prestó poca atención al poder. Avanzar rápidamente hasta el día de hoy, y la potencia es el punto del que se habla a menudo cuando se trata de dispositivos alimentados por batería, y aprender a diseñar tanto para el rendimiento como para la potencia se convierte en un intenso acto de equilibrio para todos los ingenieros implicados. Hemos hablado con compañías que sólo permiten mejoras en el rendimiento si el aumento de potencia es como mucho igual en porcentaje, o quizás una relación 2:1 de rendimiento/potencia. Es un pastel difícil de hornear. Lo interesante de nuestra reunión informativa con Intel es que afirmaron específicamente que Tremont se construyó teniendo en cuenta el rendimiento, y el objetivo era lograr un aumento considerable en la producción bruta de reloj a reloj en comparación con la generación anterior de Atom, Goldmont Plus. Basado en las propias métricas de Intel, es decir, el uso de SPEC, Intel va a reclamar un aumento promedio del 30% en el rendimiento de isofrecuencia en el rendimiento básico de Tremont sobre Goldmont Plus. Vale la pena señalar aquí que estos datos son de un diseño temprano de Tremont que se nos dijo, y deberían representar un mínimo de levantamiento. El gráfico está algo sesgado en el extremo superior, con tres de las pruebas SPEC obteniendo un aumento del 65%+, y en el momento de la discusión, Intel no tenía que hacer exactamente las pruebas que eran (probablemente libquantum, lbm). No nos dijeron cómo se compiló el código, sin embargo, Intel declaró que los mismos binarios compilados se usaban tanto en Tremont como en Goldmont Plus. Intel no indicó si en realidad están ajustando el reloj de cada núcleo para que coincida con el de los demás, ni si están haciendo un análisis del desempeño por reloj utilizando la frecuencia como factor de división. Estos resultados deben tomarse al pie de la letra. Un salto medio del 30% en rendimiento es un salto considerable para cualquier cadencia de generación a generación. Tomarlo como está se siente prematuro: aparte de los avances microarquitectónicos y un salto a 10nm, tiene que haber algo en juego aquí - ya sea el presupuesto de energía de Atom se ha disparado, o el área de la matriz. Con Intel explícitamente fuera de la puerta diciendo que su enfoque en el rendimiento, un cínico va a sugerir que algo más ha pagado ese precio, y con ese fin Intel no estaba preparado para hablar de ventanas de energía o área de morir, aunque señalaron a la ya anunciada CPU de Lakefield, que tiene un 1 x núcleo + 4 x Tremont diseño y se compara con las CPUs de 7 W. Comparar 14nm Goldmont Plus (que es 14nm estándar, no 14+ o 14+++) con un núcleo de Tremont 10+ va a ser difícil: el núcleo de Tremont tiene más para impulsar ese rendimiento, sin embargo, lo que no se sabe es cuánto espacio se ahorró al pasar de 14nm a 10+ y si las piezas adicionales hacen que el núcleo sea más grande o más pequeño en general.