Broadwell jde do notebooků. Intel uvádí 14nm dvoujádra řady U [CES]

Na architekturu Broadwell čekáme už pěkně dlouho. Jméno jsme se pokud internet neklame dozvěděli v roce 2011; původně měly tyto čipy přijít loni, Intel ale na jaře vydal jen „facelift“ Haswell Refresh. Nakonec to dopadlo tak, že plného příchodu Broadwellu se dočkáme až letos. Problémy s rozjezdem 14nm procesu dovolily Intelu uvést v roce 2014 jen čipy Core M, což jsou 4,5W ULV modely pro tablety (postaru šlo o řadu Y). Mají nízké takty, malou plochu čipu a vysoké koncové ceny, na výtěžnost nejsou tím pádem tolik citlivé. Rodina se ale bude rozrůstat směrem nahoru a právě dnes ji Intel rozšířil o možná nejdůležitější kategorii vůbec: notebookovou řadu U.

Core M byly dvoujádrové procesory s čipovou sadou integrovanou na pouzdru BGA. Notebookové procesory řady U – jinak též „Core páté generace“ – jsou do jisté míry totéž. Také používají pouzdro BGA, na němž mají i svůj čipset, to už ale není miniaturizované, mělo by odpovídat původnímu provedení ULV Haswellů. Díky 14nm procesu jsou samotné čipy o dost menší než srovnatelné Haswelly, zároveň s nimi ale Intel slibuje lepší výdrž na baterii a výkon.

IPC je lepší o 3 %, takty o půl gigahertzu

Co se týče části CPU, Intel její rychlost podpoří hlavně frekvencí. U mobilních čipů totiž stále byla stropem spotřeba a nikoliv limity architektury. Nový výrobní proces dovolil zvednout základní takty 15W dvoujader i o 500 MHz nad Haswell. Nejvyšší model (v detailu se na soupisku nováčků podíváme za chvíli) má teď v základu frekvenci 2,6 GHz místo 2,1 GHz. Kromě toho ale narostlo i IPC, tedy výkon při stejném taktu. Podle Intelu by tento bonus mohl v nejlepších případech dosáhnout až 5 %. Z dostupných testů to vypadá, že reálně to bývá nižší – v úlohách jako Cinebench a x264 lze získat nějaká 3 %.

Intel uvádí Broadwell pro notebooky (CES 2015)

Zlepšení by měla pocházet z určitých dílčích optimalizací architektury. Lepší má být například zpracování větvení, násobička FPU či výkon při virtualizaci a při použití kryptografických operací. Vylepšena by měla být také dělička. Store-to-load forwarding má být efektivnější díky vylepšenému řazení out-of-order (scheduler by měl pracovat s větším množstvím operací naráz). Kapacita TLB u L2 cache byla zvětšena z 1000 na 1500 záznamů. Broadwell také dokáže zpracovávat dva výpadky TLB naráz díky zdvojení příslušného bloku.

Asi největší výkonnostní změny, pokud odhlédneme od zvýšených taktů, by ale Broadwell měl vykazovat ve výkonu integrovaného GPU. I tomu pomůže 14nm proces, hlavně ale Intel u všech tříd grafik navýšil počet vykonávacích jednotek o pětinu. Nejnižší třída GT1 tedy bude mít 12 EU, střední proud GT2 dostal 24 EU a nejvyšší verze GT3 jich nyní má 48 (počty u Haswellu byly 10, 20 a 40). A to už jsme u jedné zásadní změny oproti prvnímu Broadwellu – na podzim uvedenému Core M. To se totiž zakládalo jen na čipech s grafikou GT2. V řadě U už ale budou i typy GT3 s 48 EU – najdete je pod označeními HD 6000 a Iris 6100.

Broadwell s grafikou GT2 (nahoře) a GT3 (dole)

Větší důraz na GPU než u AMD?

Procesory s těmito grafikami budou založené na zcela novém čipu. Zatímco dvoujádrový Broadwell s grafikou GT2 obsahuje 1,3 miliard tranzistorů a měří 82 mm² (tento křemík by měla obsahovat také všechna Core M), verze s GT3 je mnohem větší. Tranzistorů má 1,9 miliardy a plocha vzrostla na 133 mm² (zajímavé ale je, že na 22nm tolik měřila verze s pouhopouhým GT2). Je to přitom téměř cele zásluha GPU; jak se můžete přesvědčit na obrázku čipu, zabírá nyní grafika hodně nadpoloviční díl celkové plochy. A ve srovnání s ní jsou obě procesorová jádra i s L3 cache až směšně malá. Myslím, že takto velké procento nezabírá paradoxně grafická část ani na žádném APU od AMD.

GPu třídy GT3 zabírá v dvoujádrovém Broadwellu hodně přes polovinu plochy

Broadwell přehraje HEVC, VP8 i VP9

Grafika sama podporuje nativně DirectX 11.2 a eventuálně též DirectX 12. OpenGL bude ve verzi 4.3, výpočetní standard OpenCL je pak podporován včetně generace 2.0. Inovace se pak konají v multimédiích: Mezi akcelerovanými video formáty přibylo HEVC, VP9 a VP8 a komprese videa skrz obvod Quick Sync bude zase rychlejší (údajně až o 50 %). Čipy samozřejmě podporují rozlišení 4K, i když HDMI 2.0 se podle všeho nekoná. Nově by se mělo 3840 × 2160 bodů dát dokonce do monitorů posílat bezdrátově přes Intel WiDi.

Do grafiky přibyla akcelerace VP8, VP9 a hlavně HEVC

Broadwell tě slyší

Jelikož mají tyto procesory integrovanou čipovou sadu, je třeba se zmínit ještě o ní. S jednou výjimkou se neděly nějaké zásadní změny: podporuje čtyři 6Gb/s disky SATA, čtyři USB 3.0 a osm USB 2.0. Pozoruhodná ale bude integrovaným DSP pro zpracování audia, nazvaným Intel Smart Sound (podrobnější informace o něm jsme již publikovali před časem).

Integrované audio DSP Intel Smart Sound umožní počítači přijímat hlasové povely i v režimu standby

Ve spolupráci s audio kodekem připojeným na rozhraní I2S totiž umožní úspornou implementaci hlasového asistenta, která bude moci být neustále aktivní. Notebook s Broadwellem řady U tedy bude možné hlasem dokonce i probudit z režimu spánku.

Intel uvádí Broadwell pro notebooky (CES 2015)

Toto DSP jinak může posloužit i ke snížení spotřeby systému při přehrávání audia. Účkový Broadwell podle Intelu může vydržet o 90 minut déle při přehrávání HD videa a o 60 % déle v klidovém režimu než Haswell se stejným LCD a baterií. K těmto zlepšení přispívají všechny různé změny. Jednou z nich ale bylo, že zpracování zvuku běželo pomocí integrovaného zvukového DSP na 14nm platformě místo toho, aby se výpočty svěřily přímo připojenému kodeku Realtek.

Sečteno a podtrženo: o 90 minut delší přehrávání videa než u Haswellu

CPU rychlejší, GPU rychlejší, čip menší...

14nm Core řady U: jednotlivé modely

Jednotlivých modelů je v tuto chvíli sedmnáct. Respektive – Intel sice uvádí osmnáct, v tabulce s parametry je jich ale o jeden míň, takže vám posloužíme jen těmi zbylými. Vše jsou samozřejmě dvoujádra, Intel ale jak už je zvykem, povypínal některé funkce a části cache, čímž se počet modelů rozhojnil. Core i7 mají jako obvykle plnou výbavu, Core i5 téměř také, jen s 3 MB L3 cache místo 4 MB. Core i3 pak tradičně přišla o turbo, zachovala si ale HT. Pentia a Celerony pak jako tradičně postrádají obě tyto funkce a L3 cache mají jen 2 MB. Hlavní „třídní rozdíly“ se ale kromě taktu CPU konají hlavně v grafice.

Broadwell řady U v reálu. Nahoře je čipset, podlouhlý čip dole je CPU. Vlevo verze s GT2, vpravo GT3 (Zdroj: AnandTech)

15W Core i3 budou mít vždy grafiku HD 5500 s 24 EU a Pentia jen HD bez čísla s 12 EU (a také základním taktem jen 100 MHz proti 300 MHz u zbytku modelů). U Core i5 a i7 naproti tomu budete mít stejně jako u Haswellu na výběr. Čipy s modelovým číslem končícím dvěma nulami budou mít GPU HD 5500, ovšem modely končící na 50 budou vyzbrojeny grafikou HD 6000, která má podobné či vyšší takty turba, ale k tomu 48 EU. Výkon má tedy teoreticky dvakrát vyšší, ovšem v praxi se asi turbo bude držet spíš níž kvůli omezenému TDP, takže nárůst čekejte menší.

Padesátkové kusy zároveň budou podporovat paměť DDR3 na efektivním taktu až 1866 MHz, zatímco ostatní 15W modely umí jen 1600 MHz. Mají však také jednu nevýhodu. Kvůli silnějšímu GPU jsou jejich CPU v základu taktována podstatně níže, a to o 400 až 600 MHz. Maximální turbo mají čipy s HD 6000 stejné, ale při vytížení grafiky na CPU může zbýt menší příděl spotřeby, takže turbo nemusí jít tak vysoko.

Kromě 15W „úček“ budou existovat ještě 28W dvoujádra, celkem ve čtyřech modelech. Ty mají všechny grafiku Iris 6100. Jde o GPU s opět 48 EU, díky štědřejšímu TDP by ale měla vyvíjet o dost lepší výkony. Také tyto čipy umí 1866MHz paměti DDR3. Vyšší spotřeba se konečně odráží i v taktech CPU: ty základní se pohybují mezi 2,5 až 3,1 GHz a nejvyšší turbo jde až na 3,4 GHz.

Docela zajímavá je situace u jednotlivých CPU z hlediska instrukčních rozšíření. Milovníky virtualizace potěší, že všechny – i lowendové – modely mají podle oficiálních materiálů rozšíření VT-x i VT-d. Co se akcelerace šifrování týká, pak instrukce AES jsou odepřeny jen Celeronům a Pentiím, Core i3 a vyšší je mají. Co bohužel nikde není uvedeno, je podpora AVX a AVX2. Pokud se ale nic nezměnilo, budou 256bitové SIMD mít aktivní Core i3 a vyšší modely, kdežto Pentia a Celerony budou mít smůlu. Detailně to můžete vidět přímo v oficiálních tabulkách:

Výrobce notebooku či počítače může také u čipů nastavit snížené TDP – například u 28W kousků je možno použít hodnotu 23 W. 15W Core i3, Celerony a Pentia umožňují redukci na 10 W. U Core i5 a Core i7 je to trošku složitější: ty s grafikou HD 5500 (24 EU) lze omezit až na 7,5 W, ty s HD 6000 (48 EU) si umí utáhnout opasek na 9,5 W. Samozřejmě ale tímto snížením utrpí výkon – čip minimálně nebude moct tolik zapínat turbo, někdy by se ale asi mohl i podtaktovávat.

14nm čtyřjádra budou až kolem poloviny roku

Ačkoliv dnešní „event“ na CES se týká mobilních dvoujader, něco se konečně dozvídáme i o procesorech pro desktopy. Intel totiž do slajdů vložil i stručný plán pro uvádění Broadwellu do dalších segmentů. Po účkových dvoujádrech zbývá dostat na trh notebooková čtyřjádra a dále pak procesory pro desktop. Pro oba tyto segmenty sdělil Intel – bohužel dost vágní – oficiální termín: objevit se mají kolem poloviny roku.

Čtyřjádrové Broadwelly čekejte někdy kolem půle roku

Řeč je zde o čtyřjádrech s TDP 45 W a vyšším, což budou notebokové čipy řady H a snad také desktopové BGA procesory řady R. Není úplně jasné, zda zde Intel míní i socketové Broadwelly (ty by měly existovat minimálně ve formě odemčeného Broadwellu-K), ale nejspíš ano, jelikož i ty se podle neoficiálních kanálů měly touto dobou dostat do obchodů.