Docela dlouhý je příběh 10nm procesorů LakeField. Už v roce 2018 jsme psali o tom, že Intel chystá vlastní „big.LITTLE“ hybridní procesor pro mobilní zařízení. Intel ho již koncem toho roku oficiálně oznámil a dozvěděli jsme se, že půjde o zajímavý vícečipový procesor s pokročilým vrstvením Foveros.
Poté ale tyto čipy ne a ne přijít na trh v reálných zařízeních. Intel se jimi chlubil a pomalu dávkoval informace o nich prakticky celý rok 2019 i začátek toho letošního. Nyní se konečně začínají prodávat první notebooky s Lakefieldem a současně s tím teď už opravdu nastalo oficiální vydání tohoto pozoruhodného procesoru. Intel konečně prozradil i specifikace jakou jsou jména modelů a frekvence. Po roce a půl publicity tedy Intelův x86 big.LITTLE reálně přichází.
Intel Lakefieldu oficiálně říká krkolomně Intel® Core™ processors with Intel® Hybrid Technology. Řadí je tedy do speciální kategorie. „Intel Hybrid Technology“ je zdá se označení Intelu pro systém, kterému ARM říká big.LITLE, čili mix malých a velkých jader. Včera Intel vydal první modely, které jsou dva: Core i3-L13G4 a Core i5-L16G7. Že kupujete tento mobilní speciál, poznáte tedy podle značení začínajícího písmenem L, které nejspíše odkazuje k „low power“.
Intel Lakefield (Zdroj: Intel)Vlajkový model Core i5-L16G7 má pět jader. Jedno je velké jádro Sunny Cove, což je architektura z procesorů Ice Lake, ale zde má vypnuté HT a AVX/AVX2/AVX-512. Toto jádro běží až na 3,0 GHz, což Intel uvádí jako maximální jednojádrové turbo čipu. Dále jsou přítomná čtyři malá jádra Tremont (o jejich architektuře jsme psali zde), pro které není uvedena maximální frekvence. Ale nejvyšší „all-core“ boost je 1,8 GHz, takže Tremontíky zvládnou minimálně toto. Základní frekvence, snad stejná pro oba druhy jader, je 1,4 GHz.
Čip má 4MB L3 cache a podporuje paměti LPDDR4X-4266 se 64bitovou sběrnicí, což dává propustnost až 34 GB/s. Integrovaná grafika se označuje Intel UHD Graphics (tedy není použitá značka Iris) a má 64 EU neboli 512 shaderů architektury Gen11 z Ice Lake. Ty ovšem běží na relativně nízké frekvenci – základní je 200 MHz a maximální pouze 500 MHz.
Specifikace procesorů Intel Lakefield (Zdroj: Intel)Druhý model Core i3-L13G4 zachovává pět jader i 4MB L3 cache, ale musíte si u něj vystačit s nižšími frekvencemi. Maximální takt je jen 2,8 GHz a základní takt jen 800 MHz. A maximální all-core boost je toliko 1,3 GHz. Grafika je u tohoto modelu oseknutá na 48 EU (384 shaderů), což indikuje označení G4 v názvu. Frekvence má však stejné, tedy 200 MHz základ, 500 MHz maximum.
TDP obou modelů je 7 W. V turbo boostu mohou jít spotřebou až na 9,5 W (toto je jejich PL2; doba Tau, po kterou je možné tuto spotřebu držet, je údajně 28 sekund). Zátěžová potřeba je tedy srovnatelná s mobilními Intel Core řady Y. Zařízení, v nichž budou čipy použité, ovšem budou typu, kde je maximální zátěž vždy jen chvilková a procesor je většinu času nečinný.
Galerie: Procesory Intel Lakefield: fotografie, prezentace na Hot Chips a další
Multimediální blok podporuje 4K video s 60 snímky za sekundu, a to v H.264, VP8 a v HEVC, kde je podporována i 10bitová barevná hloubka a 4:4:4 barvy. Toto má čip zvládat i pro VP9, ale tam možná není zaručených 60 snímků za sekundu při rozlišení 4K (je uvedeno „až 60“). Enkódování je podporováno 4K60 v H.264. Lakefield podporuje i HDR obraz, HDCP 2.2 a ochranu Playready SL3000.
Čip podporuje 4K monitory – až dva externí přes DisplayPort 1.4 (4K s 60 FPS) a dva interní přes eDP nebo MIPI DSI. Také je možné připojit až šest 4K60 kamer, z nichž je možné zpracovávat čtyři stream najednou.
Snímek čipu Lakefield (Zdroj: Andreas Schilling)Až čtyři čipy nad sebou
Už bylo zmíněno, že procesor je tvořen technologií Foveros. To je pokročilé 3D pouzdření, které Intel později použije ve výpočetních GPU Xe pro superpočítače. Zde umožnilo rozdělit SoC Lakefield do dvou částí – grafika, řadič pamětí a jádra CPU jsou v horní vrstvě vyráběné 10nm procesem. Mezi tou a substátem je ale vložená druhá 22nm vrstva (jde o speciální levnější proces P1222 odvozený od 14nm technologie), v níž jsou funkce čipsetu.
Je to tedy trošku podobné řešení jako u 7nm procesorů AMD, kde si funkce čipsetu a analogové obvody také vyžádaly použití staršího procesu, ovšem bez 3D či 2,5D pouzdření, které má Intel. Obě vrstvy jsou spojené jen 50 mikrometrů velkými kontakty, u spodní čipetové vrstvy jsou použité vodiče TSV skrz křemík.
U Lakefieldu coby mobilního SoC ještě ale přichází osazení pamětí LPDDR4X stylem PoP, kdy se pouzdro s pamětí připájí obvodovými kontakty na plošky na substrátu, které jsou vyvedené kolem křemíku(ů) procesoru. Mohou být použité až dva čipy LPDDR4X v jednom pouzdře, takže nakonec jsou v jednom „švábu“ viditelném na desce rovnou čtyři kousky křemíku.
Schéma heterogenního procesoru Intel s jádry Tremont a Sunny Cove/Ice Lake, prosinec 2018 (Zdroj: AnandTech)Standby spotřeba je jenom 2,5 mW
Intel u těchto procesorů uvádí jako stěžejní výhodu velkou úspornost. Lakefield má velmi nízkou klidovou spotřebu, umožňující použití v zařízeních, která jsou konstantně připojená na internet ve stylu mobilů. Spotřeba ve standby může být pouhých 2,5 mW, což je o 91 % nižší proti 14nm ultramobilním Intelům Amber Lake-Y (toto srovnání je pro Core i5-L16G7 proti dvoujádrovému procesoru Core i5-8500Y s 5W TDP, proti 10nm Ice Lake-Y bohužel Intel číslo neuvádí).
Proti stejnému procesoru má mít Lakefield Core i5-L16G7 o 24 % lepší poměr mezi výkonem a spotřebou, pokud se měří browserovým testem WebXPRT 3. Jednovláknový výkon uvádí Intel až o 12 % vyšší – toto je zase v benchmarku SPEC2006. Dlužno upozornit, že i5-8400Y má výrazně vyšší maximální turbo boost, až 4,2 GHz. Výkon integrovaného GPU má Lakefield mít až o 70 % vyšší (3DMark 11). Jak se tyto procesory pasují se srovnatelnými ARMy třeba od Qualcommu, ale Intel neuvádí.
Ovšem výhody jsou i prostorové. 14nm i 10nm procesory Intel Core řady Y mají pořád poměrně velké pouzdro, v kterém je čipset vedle křemíku CPU. Lakefield je velmi drobný, čipset je integrovaný pod procesorem, navíc paměti LPDDR4X (s kapacitou až 8 GB) mohou být stylem PoP osazené nad procesor. Velikost tohoto celého je díky tomuto jenom 12 × 12 mm. Na Lakefieldu by se díky tomu zřejmě dalo založit zařízení o velikosti a vlastnostech chytrého telefonu (pokud tedy nejsou třeba nějaké zvláštní napájecí komponenty, což nevíme).
Mobilní zařízení s hybridními procesory Intel Lakefield (Zdroj: Intel)První zařízení jsou na trhu
První dvě zařízení na trhu jsou ale notebookového nebo konvertibilního typu, včetně ohebných next-gen typů. Jde o Lenovo ThinkPad X1 Fold a Samsung Galaxy Book S. Druhý zmíněný se začíná prodávat tento měsíc a jde o první reálně dostupný počítač s intelovským big.LITTLE (Lenovo má vyjít později v druhé polovině roku). Samsung už tentýž always-connected notebook vytvořil s ARM procesorem Qualcommu, takže bude zajímavé udělat srovnání.
Galerie: Procesory Intel Lakefield: fotografie, prezentace na Hot Chips a další
Zdroj: Intel
