Intel 4 annonce l’avenir segmenté des processeurs mobiles

Lors du discours d’ouverture de l’événement Intel Innovation à San Jose, le PDG Pat Gelsinger a révélé une foule de détails sur la prochaine plate-forme client Meteor Lake. Meteor Lake d’Intel marque le début d’une nouvelle ère pour le fabricant de puces, alors qu’il s’éloigne du nœud 7 désordonné d’Intel et commence à déployer son propre emballage Foveros 3D avec lithographie EUV pour sa prochaine plate-forme mobile client. Meteor Lake utilise pour la première fois une architecture de puces en mosaïque et désagrégée pour ses processeurs destinés au grand public, modifiant ainsi la nature des puces grand public d’Intel à l’avenir. Selon Intel, tous ces changements leur ont permis de réaliser des avancées significatives sur le marché mobile.

Le premier processeur grand public basé sur un chipset d’Intel divise les fonctions communes d’un processeur moderne en quatre zones distinctes : calcul, graphique, SOC et carte d’E/S. La carte de calcul comprend une nouvelle paire de cœurs, un cœur P appelé Redwood Cove et un nouveau cœur E appelé Crestmont. Les deux cœurs promettent des gains IPC par rapport à leurs homologues précédents, mais l’inclusion la plus intéressante est peut-être un nouveau type de cœur électronique intégré directement dans la carte SoC, qu’Intel appelle un « îlot à faible consommation ». Ces nouveaux cœurs LP E sont conçus avec l’idée que les charges de travail et les opérations légères peuvent être supprimées des tuiles de calcul les plus gourmandes en énergie et déchargées vers des tuiles plus efficaces et à moindre consommation. Parmi les autres ajouts clés, citons la toute première unité de traitement neuronal (NPU) d’Intel, hébergée dans le SoC et conçue pour fournir des capacités d’IA sur puce pour l’inférence et les charges de travail, ouvrant ainsi la voie à l’avenir.

Avec Meteor Lake, Intel vise à se positionner de manière plus compétitive sur le marché mobile, avec des améliorations notables de la hiérarchie de calcul de base, la carte graphique Intel Xe-LPG Arc qui cherche à améliorer les capacités graphiques intégrées et un NPU qui ajoute de nombreux éléments. les avantages sont les avantages de l’intelligence artificielle. Meteor Lake prépare également le terrain pour Intel et le démontage modulaire, avec l’emballage Foveros 3D destiné à devenir un pilier de la feuille de route des processeurs Intel pour l’avenir, avec le processus Intel 4 faisant ses débuts et servant de point de lancement pour ce qui deviendra le prochain pilier de nœuds d’Intel. dans toutes ses usines, Intel 3.

Intel Meteor Lake : Intel 4 utilisant l’encapsulation 3D Foveros

L’architecture Meteor Lake d’Intel n’est pas simplement une autre itération dans une longue lignée de développements de processeurs ; Selon l’entreprise, il s’agit d’un pas en avant révolutionnaire. Lors de l’Intel Technology Tour 2023 à Penang, en Malaisie, Michelle Johnston Holhaus, vice-présidente exécutive et directrice générale du Customer Computing Group (CCG) d’Intel, a souligné avec éloquence qu’Intel avait atteint un point d’inflexion dans sa feuille de route client. Révélant plus de détails sur Meteor Lake lors de la tournée technologique d’Intel en Malaisie, l’architecture constitue une avancée par rapport aux processeurs clients existants en termes de performances à mesure que nous progressons dans la feuille de route d’Intel « 5 nœuds en 4 ans ».

Meteor Lake est construit sur l’architecture détaillée d’Intel poussée via les packages Foveros. Ceci est conçu pour améliorer les performances et l’efficacité énergétique. L’architecture elle-même se compose de quatre tuiles uniques et distinctes connectées via la technologie de packaging 3D Foveros d’Intel. Cela inclut la carte de calcul, construite sur Intel 4, tandis que la carte graphique est construite sur le nœud N5 de TSMC. Les deux autres tuiles qu’Intel implémente dans Meteor Lake sont des tuiles SoC qui agissent comme une plaque tournante centrale via le NOC intégré. C’est la première fois qu’Intel utilise la technologie Network-on-Chip (NOC) sur ses processeurs clients, une approche simplifiée du NOC sur ses FPGA Agilex existants. Alors que dans Agilex, le NoC est alloué à différentes cibles NoC et que la commutation a lieu au sein de l’infrastructure NoC, dans Meteor Lake, il se connecte directement à la structure d’E/S via l’IoC, qui se déplace ensuite vers la structure d’E/S. Le NoC lui-même est directement connecté aux tuiles graphiques, aux tuiles de calcul et à d’autres composants du SoC.

Cette approche modulaire permet une architecture de gestion de l’énergie complète et évolutive qui prend en charge la segmentation, permettant à chaque dalle de fonctionner indépendamment. Cette conception partitionnée donne la priorité aux performances en éliminant les goulots d’étranglement de la bande passante via des éléments tels que les E/S dans une conception monolithique et vise une efficacité énergétique améliorée. L’élément le plus remarquable de la classification est peut-être qu’Intel peut définir des processus de silicium spécifiques pour chaque tuile et ne se limite pas à un seul nœud de processus. En plus de l’efficacité énergétique et des avantages de l’architecture en mosaïque, il est moins coûteux pour Intel de fabriquer des processeurs avec moins de masques via EUV, mais cela permet à Intel d’étendre la nouvelle IP aux futurs produits tout en conservant la même base, ce qui représente une autre économie de coûts. facteur (pour Intel).

Comparé au Raptor Lake portable, fabriqué à l’aide d’un emballage multi-puces (MCP), Meteor Lake utilise un emballage Foveros BGA et fournit des interconnexions à faible consommation, dont Intel a confirmé qu’elles présentent une légère pénalité de puissance comprise entre 0,15 et 0,3 picojoules. (pJ) Communication tuile à tuile. Certains des avantages de Foveros incluent une meilleure personnalisation grâce au carrelage, permettant à Intel de fabriquer des puces et d’implémenter des tuiles et une IP spécifiques en fonction de la qualité de la puce, etc., une faible consommation avec plus d’opérations d’E/S, ou des tuiles haut de gamme avec tous les derniers gadgets. et des gadgets. Étant donné que le nœud Intel 7 n’est pas aussi viable qu’ils l’espéraient, Intel promet un débit de puces plus élevé sur l’Intel 4, qui utilise moins d’espace de puce pour le silicium logique.

L’alimentation est gérée à l’aide d’un système de gestion de l’énergie évolutif qui prend en charge les performances indépendantes de chaque tuile. La coordination entre plusieurs contrôleurs de gestion de l’alimentation (PMC) et le logiciel système est conçue pour optimiser différentes charges de travail. L’architecture Meteor Lake d’Intel introduit également une nouvelle structure évolutive pour améliorer l’efficacité énergétique et étendre la bande passante dans les domaines auparavant goulots d’étranglement, tels que les E/S.

En allant plus loin dans les contrôleurs de puissance au sein de l’architecture Meteor Lake, Intel a intégré des contrôleurs de gestion de l’alimentation indépendants au sein de chaque carte. Dans le cadre de l’utilisation de Foveros, chaque tuile doit être gérée indépendamment pour l’alimentation, et l’utilisation de PMC dans le NoC, la structure d’E/S ainsi que dans chaque tuile permet de gérer l’alimentation indépendamment en fonction du nombre de cœurs sur chaque tuile. empiler.

Meteor Lake lui-même représente un changement architectural massif, et pas seulement une mise à jour incrémentielle, car il représente le changement architectural le plus important dans les processeurs clients depuis quatre décennies. En effet, il s’agit du premier processeur client à être fabriqué à l’aide de micropuces au lieu d’une conception monolithique. L’architecture est conçue pour constituer la pierre angulaire de la stratégie d’Intel visant à stimuler l’innovation en matière de PC pour la prochaine décennie. En examinant certains des aspects essentiels de l’architecture Meteor Lake d’Intel, elle utilise la technologie de packaging Foveros d’Intel, qui utilise l’empilement de puces 3D pour résoudre les pièges des dispositions de puces 2D traditionnelles.

Comme nous pouvons le voir dans la révélation d’Intel ci-dessus au Hot Chips 2023, les couches supérieure et inférieure ont des saillies pour relier chaque puce ensemble. L’utilisation du boîtier Foveros FDI fournit une interface avec un semi-conducteur à oxyde métallique complémentaire (CMOS) basse tension, ce qui signifie que les circuits de puissance peuvent fonctionner à une tension inférieure et, par conséquent, avec une enveloppe de puissance inférieure. Un autre avantage du FDI est la signalisation synchrone et asynchrone, ce qui signifie que la transmission du signal peut gérer des blocs de données entièrement duplex.

La création du SoC Meteor Lake implique un package de substrat, la fondation sur laquelle les tuiles sont placées, qui utilise le Foveros Die Interconnect (FDI). La dalle centrale possède une puce de 36 µm avec des couches métalliques et une énergie d’actionnement de 0,15 à 0,3 pJ à 2 GHz ; Cela peut fluctuer ou varier en fonction de la tension, des ampères et de la fréquence. Parce que c’est une tuile de base, ce n’est pas le cas Puce active elle-mêmeSa seule fonction est de servir de base à toutes les différentes couches logiques et métalliques des puces. être placé.

L’architecture de l’architecture Meteor Lake d’Intel utilise quatre boîtiers distincts pour créer un processeur Meteor Lake. Cela inclut la carte de calcul, le SoC, le GPU et la carte d’E/S, qui ont tous des utilisations, des capacités et une flexibilité distinctes par rapport à l’IP. La gestion de l’énergie fait également l’objet d’une refonte. Et grâce à la technologie de packaging Foveros d’Intel, chaque dalle de Meteor Lake nécessite sa propre gestion de l’énergie. La solution d’Intel est un système de gestion de l’alimentation hiérarchique qui utilise des contrôleurs de gestion de l’alimentation sur la structure NoC et IO et sur chaque carte individuelle.

Au cours des prochaines pages, nous donnerons un aperçu de chacun des quatre carrés, de ce que chaque carré apporte et davantage sur les différentes technologies qui stimulent l’innovation à Meteor Lake.