Intel Ice Lake: Ledeno jezero

Leto obično donese nove procesore o kojima sa zadovoljstvom pišemo u septembarskom broju. Tako je i sada, ali se Intel po prvi put nakon nekoliko milenijuma (po IT poimanju vremena), našao u alarmantnoj situaciji. AMD „udara“ na sve strane, pa druga i treća generacija Ryzen procesora nisu samo konkurenti po ceni već i po performansama. Mogu li Sunny Cove jezgro i Ice Lake platforma da naprave preokret?

U ovom trenutku AMD Ryzen je povoljnija i bolja opcija gotovo u svakom scenariju primene. Intel je prinuđen da izvadi sve džokere iz rukava i otvori karte. Prva karta je Sunny Cove jezgro i Ice Lake platforma. Intel‑u je ovo drugi pokušaj sa 10‑nm arhitekturom jer s prvim, u vidu Canon Lake platforme, nije bilo baš nekog uspeha.

Tick‑tock strategiji, koju je Intel pratio već desetak godina, bliži se kraj. Da podsetimo, svaki tick korak značio je isti dizajn jezgra ali uz primenu novog (sitnijeg) proizvodnog procesa, dok je tock korak označavao primenu nove mikroarhitekture u već postojećem proizvodnom procesu. Izgleda da proces sitniji od 10‑nanometarskog nećemo uskoro videti, pa je Intel morao da promeni strategiju i uvede dodatni korak optimizacije.

Kad ni to nije pomoglo, kompanija Intel je morala da napravi korak unazad, što je prava retkost u industriji procesora. Upravo zbog toga smo videli mnogo optimizacija u istom 14‑nm proizvodnom procesu. Kaby Lake i Coffie Lake (zajedno sa R‑verzijama) u stvari su verzije 14‑nm Sky Lake arhitekture.

Intel nije predstavljao novu arhitekturu i novi proizvodni proces u isto vreme, a nije za tim imao ni potrebe – konkurencija je zaostajala, pa se moglo ići lagano. Sada je situacija drugačija, pa Intel predstavlja seriju procesora s novom arhitekturom i novim proizvodnim procesom u isto vreme. AMD je uradio isto to dva puta u protekle dve godine, što je još jedan podatak koji govori o tome koliko se Intel „uspavao“.

Prenosiva snaga

Nova Ice Lake platforma i Sunny Cove procesorsko jezgro zasad su namenjeni samo za mobile primene. Preciznih informacija o desktop verziji još nema, na osnovu čega se može pretpostaviti da Intel još uvek ima problema u postizanju pune efikasnosti u proizvodnji 10‑nm procesora. Fokus je za sada na mobile platformama, što je jedini segment PC tržišta u kome Intel ima prednost.

Intel će svojim mobile partnerima od sada isporučivati Ice Lake‑U (Type 3) i Ice Lake‑Y (Type 4) procesore. Oznake „U“ i „Y“ se odnose na dimenzije i potrošnju energije. Verzija „Y“ je manja i predviđena je za TDP od 9 do 12 W, dok je „U“ većih dimenzija (zbog boljeg hlađenja) i treba da pruži bolje performanse s TDP rasponom od 15 do 28 W.

Kako bi se još malo zakomplikovala situacija oko naziva modela, u oznaku je ubačeno još nekoliko brojeva. Najbrži je Core i7‑1068G7, a to je i dalje quad‑core procesor uz Hyper Threading mogućnosti. Broj 10 označava generaciju procesora, broj 6 poziciju modela, broj 8 označava TDP od 28 W a G7 predstavlja najjaču verziju integrisanog GPU‑a. Za sada će samo će ovaj model imati TDP od 28 W, dok će svi ostali umesto broja 8 u oznaci imati broj 5 (15‑25W TDP raspon) ili 0 (što znači Y model sa 9‑12 W TDP‑om).

Razliku između najjačeg i ostalih Ice Lake modela pravi i bazna frekvencija. Tako i7‑1068G7 radi na 2,3 GHz uz maksimalni turbo takt od 4,1 GHz. Svi ostali modeli rade na taktu između 1,0 i 1,3 GHz, uz turbo raspon od 3,4 do 3,9 GHz. Ova prilično velika redukcija radnog takta u odnosu na prethodnu generaciju mobile procesora navodi nas na priču o Sunny Cove jezgru.

Sitnije, Intel, sitnije…

Iskorišćenje 10‑nm procesa na što bolji način bio je glavni cilj – na isti prostor staje više tranzistora. Povećanje količine keš memorije jedan je od načina za rast sirovih CPU performansi, pa je to rešenje i primenjeno. L1‑I keš (za instrukcije) je ostao isti, ali je L1‑D keš (za podatke) povećan za 50 odsto u odnosu na sve Sky Lake verzije, sa 32 KB na 48 KB. Pored toga, povećana je asocijativnost sa 8 na 12, što omogućava bolje iskorišćenje ove memorije.

Slično je urađeno i sa L2 kešom koji je dupliran po svim parametrima, što sada znači 512 KB i 8‑way asocijativnost. Interesantno je ovo uporediti sa Zen2 arhitekturom, jer izgleda veoma slično. Sunny Cove ima veći L1‑D keš, ali Zen2 ima dvostruko više L3 keš memorije, dok su ostali parametri isti.

Povećanja keš memorije dovodi do većeg kašnjenja u odzivu. Tako Sunny Cove L1 i L2 keš imaju kašnjenje (latency) od 5 i 13 ciklusa, dok Sky Lake i Zen2 imaju vrednosti od 4 i 12 ciklusa. Da bi se ovo nekako kompenzovalo, Intel je povećao propusnu moć L1‑D keša kako bi brzine upisa i čitanja podataka bile veće i tako nadoknadio jedan ciklus kašnjenja u odzivu. Priča je još malo komplikovanija, barem po informacijama koje je Intel dao o Sunny Cove arhitekturi, pa raspravu ostavljamo za neku sledeću priliku.

Mnogo je zanimljivije videti kako sve ovo utiče na performanse. Uočljivo je povećanje IPC efikasnosti kada se Sky Lake derivati porede sa Ice Lake arhitekturom. Ubrzanje je 15 do 20 procenata, što je osetno. Novi LPPDR4X memorijski kontroler (i memorija) takođe malo pomažu, ali je unapređenje jezgra evidentno. Problem pravi niža frekvencija rada Sunny Cove procesora, što umanje prednosti jezgra. Tako novi i7‑1065G7 ima slične performanse kao stari i7‑8565U (Whisky Lake) jer stari CPU radi na 500 MHz većem osnovnom radnom taktu i 700 MHz većoj turbofrekvenciji.

Ovo nije prvi Intel-ov pokušaj s 10-nm tehnologijom, pa očigledno još uvek ima problema, a dokaz više je odsustvo desktop procesora. Za utehu – grafika je znatno unapređena

Iz ovoga se može izvući zaključak da je novi Intel 10‑nm proizvodni proces daleko od gotovog, jer nisu u mogućnosti da iz njega izvuku barem iste frekvencije kao kod prethodne generacije. To je sigurno jedan od razloga zbog čega se o desktop Sunny Cove verzijama još uvek ništa ne zna. Biće tu još posla.

Štednja važnija od snage

Nova platforma ima razne prednosti u mobile domenu. Kada je reč o uštedi energije, procesor s većom IPC efikasnošću i manjim radnim taktom nudi duži radni vek baterije. Baterija je kritična komponenta svakog prenosivog računara, pa će Ice Lake u ovom slučaju biti bolje rešenje za korisnike.

Još jedan bitan segment u mobile svetu odnosi se na performanse integrisane grafike, a Ice Lake ovde nudi možda i najveće unapređenje, koje se zove Gen11 GPU. Zahvaljujući dodatnom prostoru koji obezbeđuje 10‑nm proizvodni proces, Intel je bukvalno utrostručio broj grafičkih jedinica. Dakle, Gen9 grafika ima 24 grafičke jedinice na 1.150 MHz, dok Ice Lake Gen11 grafika ima 64 jedinice na 1.100 MHz. Uz povećanje propusne moći LPPDR4X kontrolera i memorije, otvorena je mogućnost da konačno Intel integrisana grafika ima pristojne performanse za 720p i 1080p rezolucije u (ne previše) zahtevnima igrama.

Jedna od novih funkcija koja treba da obezbedi ove performanse jeste VRS, odnosno Variable Rate Shading. Ovo rešenje (koje najpre mora da podrži game engine) omogućava da softver proceni koji deo scene je manje bitan za rendering, te da u toj situaciji grupiše piksele i radi samo jedan rendering proces za sve. Sve igre do sada funkcionišu tako da se apsolutno svaki piksel u frejmu kompletno obrađuje, bez obzira na to koliko je on vidljiv na ekranu. VRS sistem omogućava da se manje obrađuje ono što se ne vidi, i tako uštedi na GPU resursima. Kada se ova unapređenja pretoče u brojke, Ice Lake Gen11 grafika u većini igara nudi dvostruko više frejmova u odnosu na Gen9.

Na izvoru boljih laptopa

Sa svim unapređenjima koje ima, Ice Lake platforma i Sunny Cove jezgro predstavljaju znatno unapređenje Intel mobile ponude. Iste ili malo bolje CPU performanse, uz dosta manju potrošnju energije i drastično bolji GPU učinak, definitivno čine ovu platformu važnim korakom napred.

Ice Lake ima i integrisanu podršku za Wi‑Fi 6 standard koja je veoma bitna, ali o narednom Wi‑Fi standardu ćemo u posebnom tekstu. U ovom momentu, za Intel je početak veće proizvodnje u 10‑nm procesu enormno značajan jer treba da otvori mogućnosti da se odgovori sve snažnijoj konkurenciji.