Lo más importante del Intel Architecture Day

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El día 11 de diciembre del 2018 Intel celebró un importante evento llamado Intel Architecture Day, donde mostraron detalles interesantes sobre qué avances tecnológicos nos ofrecerán en los próximos años en lo que a diseño se refiere, y que significará esto para el futuro de esta compañia y para toda la cuota de mercado y de clientes de sus productos. Para esto Intel ha reunido un equipo «elite» con expertos en distintas areas, que combinmando ideas esperan innovar, cambiando o adaptandose a las reglas de juego, que segun vemos, cambiarán muy drásticamente para el 2019 y años siguientes. Nombres como Renduchintala, Koduri, Keller, Hook y Carvill son parte importante de este equipo que mostraron detalles interesantes acerca de lo nuevo que nos traerá Intel.

Este evento, que duró 5 horas Intel presentó un nuevo roadmap que abarcan los planes de implementación de las tecnologías para CPU’s que tienen en desarrollo, partiendo del 2019 hasta el 2021, con la próxima generación de gráficos integrados, el futuro del negocio de gráficos de Intel, los nuevos chips construidos en tecnologías de empaquetado 3D e incluso partes de la microarquitectura de procesadores de consumo masivo que lanzarán el año que viene.

El evento fue dividio en segmentos en donde abarcaban distintos temas importantes de como Intel cambiará, tanto su modelo de diseño, desarrollo y construcción de sus nuevos productos, como también de su manera de comunicar y acercarse a sus clientes y como irán orientando todas estas innovaciones tecnológicas a sus nichos de mercado. Estos tópicos son: procesos, arquitectura, memoria, interconexión, seguridad y software. En este artículo solo abarcaremos lo más interesante para el PC gaming.

CPU Core Roadmaps

Iniciemos hablando de las hojas de ruta mostradas cubriendo parte de los productos que fueron tratados en este evento. La serie Core, que actualmente está representada por los Coffee-Lake en 14nm, presentará una nueva nomenclatura para los núcleos a partir del 2019, y no solo eso, sino que las mejoras presentadas cubrirán aspectos más alla del aumento de la velocidad del reloj o la reducción del TDP. Por lo que, para la arquitectura Core de alto rendimiento, Intel introducirá tres nuevos «codenames» para los próximos tres años. Siendo más específicos, estos son los nombres clave para la microarquitectura del núcleo individual, no del chip, un punto de partida importante de cómo Intel ha hecho las cosas anteriormente.

Intel nos presenta a Sunny Cove, Willow Cove y Golden Cove

Sunny Cove, construida a 10nm, llegará al mercado en 2019 y ofrecerá un mayor rendimiento por hilo, nuevas instrucciones y una «escalabilidad mejorada». Intel brindó en más detalles sobre esta microarquitectura Sunny Cove, de la que hablamos en este mismo artículo más adelante. Aclaramos que Sunny Cove tendrá AVX-512 y se presume que estos núcleos, cuando se combinen con gráficos Gen11, se llamarán Ice Lake.

Willow Cove parece que será su principal diseño para 2020, muy probablemente también en 10nm. Intel incluye los aspectos más destacados aquí como un rediseño de la memoria caché (lo que podría significar ajustes de L1/L2), nuevas optimizaciones de transistores (basadas en la fabricación) y funciones de seguridad adicionales, refieriendose a mejoras adicionales para evitar nuevas clases de ataques.

Golden Cove que como se muestra en la imagen saldrá para el 2021. El nodo de proceso aquí aun no está definido, pero es probable sea en 10nm ó 7nm. Golden Cove es donde Intel aumenta su apuesta, con un aumento en el rendimiento por cada hilo, un enfoque en el rendimiento de AI, y posibles mejoras para redes con AI implementado al diseño central. Las características de seguridad también parecen que obtengan mejoras.

Atom recibe nueva hoja de ruta

A pesar de que la gama más baja de Atom no recibe mejoras destacables, sino más bien parece estancada en comparación con todos los avances que se presentan sucesivamente en las CPU’s, aparece nombrada junto a Core con una actualización de su roadmap, a lo que esperamos que esta vez se amplien las capacidades, principalmente en la SoC.

La próxima microarquitectura para 2019 se llama Tremont, centrandose básicamente en los aumentos de rendimiento de un solo hilo, mejorar la vida útil de la batería y el rendimiento como servidor de red. Si nos basáramos en algunos de los diseños mostrados más adelante en este artículo, asumimos que este será en 10nm.

Luego le sigue Gracemont, que Intel enumera como un producto para el 2021. Dado que Atom está diseñado para impulsar continuamente tanto el rendimiento en el extremo superior de sus capacidades como la eficiencia en el extremo inferior, Intel indica que Gracemont tendrá un rendimiento único en subprocesos y un enfoque en el aumento de la frecuencia. Esto se combinará con el rendimiento vectorial adicional, lo que probablemente significa que Atom obtendrá algunas unidades vectoriales más anchas o admitirá nuevas instrucciones vectoriales.

Y más allá de estos, habrá un núcleo ‘mont’ más hacia el futuro. Aquí, Intel expone lo que podría tener este nuevo núcleo para el 2023 o antes, para el cual está en lista general el rendimiento, frecuencia y características.

Nuevamente les aclaramos que estos nombres son para la microarquitectura y no para los chips. Los chips que posean de estos núcleos tendrán un nombre distinto. Como ejemplo, Intel declaró en este evento que Ice Lake tendría núcleos de Sunny Cove.

Gen11, los gráficos de última generación de Intel

Raja Koduri, al referirse a los gráficos, dijo que Intel tiene el deber de cumplir con sus mil millones de clientes de los gráficos integrados, dándoles algo que sea útil, y que es hora de que Intel proporcione gráficos que le permitan a la gente que puedan jugar juegos. Con ese fin, Raja declaró que los gráficos en Gen11 representan el primer paso en una nueva política en desarrollo de gráficos para proporcionar el rendimiento y las características que permitan a los jugadores jugar los juegos más populares, sin importar la implementación.

Recordemos que en 2015, Intel lanzó el procesador Skylake con gráficos integrados Gen9. En lugar de continuar con Gen10, lanzaron Gen 9.5 tanto en Kaby Lake como en Coffee Lake, que supuestamente se basan en lo que habría sido Gen10. De hecho, los gráficos para el fallido chip de Cannon Lake de Intel de 10nm pertenece a esta Gen10, sin embargo, Intel nunca lanzó un procesador Cannon Lake que funcione con gráficos integrados , y dado que Gen11 va más allá Gen10, avanzaron directamente a Gen11. Esta situación es tan vergonzosa que Intel ni siquiera se molestó en reconocer a Gen10 dentro de la secuencia histórica que mostraron.

Gen11 coincide con el futuro lanzamiento de los núcleos de Sunny Cove en 10nm para el 2019, de acuerdo con los planes de trabajo. Sin embargo, en lugar de dar un diseño de arquitectura detallado para el nuevo producto, en cambio, mostraron un diagrama de nivel bastante alto.

Declararon que esta será la configuración GT2, que tendrá 64 UE (unidades de ejecución), muy superior a las 24 de la Gen 9.5. Estas 64 UE se dividen en cuatro partes, y cada una de ellas se compone de dos subdivisiones de 8 UE por pieza. Cada subdivisión tendrá una memoria caché de instrucciones y una muestra 3D, mientras que la porción más grande tendrá dos ejecutores de medios, un PixelFE y un hardware adicional de carga/almacenamiento. Intel enumera la eficiencia, el rendimiento, el 3D avanzado y las capacidades multimedia de Gen11, y una mejor experiencia de juego.

Intel no entró en detalles de cómo las EU tendrán un mayor rendimiento, sin embargo, la compañía dijo que las interfaces FPU dentro de las UE se han rediseñado con un soporte que le permite un rendimiento rápido (a 2x) de FP16 como se vio en Gen9.5 . Cada UE admitirá siete hilos, lo que significa que todo el diseño de GT2 tendrá esencialmente 512 conexiones simultáneas. Para ayudar a alimentar estas conexiones, Intel declara que ha rediseñado la interfaz de memoria, además de aumentar la caché L3 de la GPU a 3MB, un aumento de 4x sobre Gen9.5, y ahora es un bloque separado en la sección de la GPU.

Otras características incluyen la representación es que Intel declaró que el hardware de gráficos se podrá habilitar y deshabilitar. Intel se convierte en el último miembro de la comunidad de proveedores de GPU para PC para implementar esto, luego de que NVIDIA lo hiciera en 2014 y AMD en 2017. Aunque esto no es la solución definitiva para todos los problemas de rendimiento, una buena configuración se adapta bien a las limitaciones de ancho de banda de una GPU integrada . Mientras tanto, la baja compensación de la memoria de Intel también ha mejorado, ya que Intel muestra un aumento en el rendimiento de 10% representando un aumento en promedio 4%. La interfaz GTI ahora admite 64 bytes por velocidad de reloj en lectura/escritura para aumentar el rendimiento, que funciona con la mejor interfaz de memoria.

También contemplaron el sombreado de píxeles gruesos, ya que la implementación de Intel en el sombreado de múltiples tasas tiene un alcance similar al Variable Pixel Shading de NVIDIA. Esto permite que la GPU reduzca la cantidad de trabajo de sombreado total requerido al sombrear algunos píxeles en menos de 1:1. Intel hizo demostraciones para CPS, donde el sombreado de píxeles se redujo en función de la distancia del objeto a la cámara, o también en función de qué tan cerca está el objeto del centro de la cámara. Diseñada para ayudar a funciones como la renderización foveat para VR (realidad virtual). Este ejemplo se hizo sobre una plantilla aplicada de 2×2 píxeles , lo que significa que solo se realizó una operación de sombreado de píxeles por bloque de 4 píxeles, significando un aumento de apróximadamente un 30% del frame rate sen los juegos compatibles.

En la parte de multimedia, Intel dice que el diseño Gen11 incluye un diseño de codificador HEVC con soporte codificador y decodificador de alta calidad. Intel mencionó el hecho de que sus unidades de función fija de medios ya se utilizan en el centro de datos para el procesamiento de video, y los usuarios domésticos pueden aprovechar este mismo hardware. Intel también declaró que al usar decodificadores paralelos puede admitir secuencias de video concurrentes o pueden combinarse para admitir un largo stream, y este diseño escalable permitirá que este hardware en el futuro incremente las resoluciones máximas hasta 8K o incluso más.

El punto culminante del motor de visualización es el soporte para las tecnologías de sincronización adaptativa. Dijeron que se anunció en el lanzamiento de Skylake, pero ahora finalmente está listo para ir a los gráficos integrados de Intel. Esto va de la mano con el soporte HDR a través de su ruta de datos de alta precisión.

Una observación sobre esta presentación, es que Intel no mencionó directamente que los gráficos Gen11 parecen tener soporte de salida de video tipo-C, lo que posiblemente indica que Intel ha integrado el mutiplexado necesario en el propio chipset, eliminando otro IC del diseño de la placa base.

Demostración de Sunny Cove y Gen11 Graphics

En este mismo evento, Intel realizó varias demostraciones en un chip que supuestamente se basaba en los nuevos núcleos Sunny Cove y los gráficos Gen11.

Intel's Architecture Day 2018: Sunny Cove cores and Gen11 graphics

Estos fueron sobre sistemas que aun estan en desarrollo con disipadores de calor y ventiladores ruidosos para garantizar que no hubiera regulación térmica.

Este es el Ice Lake-U, un disipador térmico de la serie U, quiere decir entonces que el Core probablemente está diseñado para un ambiente de 15W.

Algo a lo que ya estamos acostumbrados es que Intel no estuviera revelando nada en términos de la cantidad exacta de núcleos en pantalla, velocidades, feeds y potencia. Las demostraciones que estuvieron presentes incluyeron 7-Zip y también juegos.

La demostración de 7-Zip fue relativamente sencilla, ya que muestra cómo las nuevas instrucciones como Vector-AES y SHA-NI en Sunny Cove pueden darle al procesador un 75% de mejora en el rendimiento sobre una plataforma equivalente basada en Skylake en Iso-Frequency. Esto se incluye en las mejoras «especializadas» del núcleo en lugar de las mejoras de propósito general.

La otra demostración fue Tekken 7, que se ejecuta en una máquina Sunny Cove con Gen11 y la compararon con una implementación de Skylake con Gen9. Al parecer a estos les cuesta mucho superar los 30 mínimos de FPS.

Después de Gen11 llegará Xe

Más allá del 2019, Intel mostró un avance de como abordarán su negocio de gráficos para el 2020. Fue en este punto que Raja anunció el nuevo producto de marca para el negocio de las GPU’s de Intel.

Intel utilizará la marca Xe para su gama de gráficos, descartando de antemano que se llamen «Gen12». Xe comenzará a partir de 2020, y cubrirá el rango desde gráficos para clientes comunes, hasta soluciones de gráficos para centros de datos.

Intel realmente divide este mercado, lo que demuestra que Xe también cubre las futuras soluciones de gráficos integrados. Si esta diapositiva es algo para pasar, parece que Intel quiere que X e vaya de la entrada al rango medio para que sea entusiasta y hasta AI, compitiendo con lo mejor que la competencia tiene para ofrecer.

Intel declaró que Xe comenzará con la tecnología de 10nm de Intel y que caerá bajo la filosofía del software de Intel, por lo que Intel quiere que los desarrolladores de software puedan aprovechar las ventajas de CPU, GPU, FPGA y AI, todo con un solo conjunto de API’s. Este diseño Xe será la base de varias generaciones de gráficos y muestra que Intel ahora está listo para unirse en torno a una marca que podrá avanzar.

FOVEROS: la nueva forma de hacer chips

Cuando Raja empezó a hablar de esta tecnología, comenzó describiendo las tecnologías de proceso, que durante muchos años Intel ha desarrollado, fabricando nodos de proceso de alto rendimiento e intentando extraer todo lo posible de sus núcleos de alta prestaciones. Pero el punto aquí es que Intel ya sabe que necesita ciertas optimizaciones de procesos en función del tipo de transistores, el rendimiento y la potencia necesarios. En el futuro, Intel va a expandir su base de nodos para que pueda cubrir más puntos de potencia y rendimiento.

Para esto Intel ha creado Foveros, que es la nueva tecnología de interposición activa de Intel diseñada como un paso por encima de sus propios diseños en EMIB (puente de interconexión de matriz múltiple) para implementaciones de un formato más pequeño, o aquellos con requisitos extremos de ancho de banda de memoria. Para estos diseños, la potencia por bit de los datos transferidos es muy baja, sin embargo, la tecnología de empaque tiene que lidiar con la disminución del «bump pitch», el incremento del «bump density» y también la tecnología de apilamiento de chips. Intel dice que Foveros está listo para convertirse en un referente y que pueden producirlo a escala.

Así que este paquete ‘3D’ de Foveros solo suena como un interposer de silicona, como lo que hemos visto en las GPU de AMD en Fiji o NVIDIA de centros de datos de gama alta. Sin embargo, Intel está por encima de estos productos, al hacer realmente la parte interposer del diseño. El intercalador contiene las vías y las trazas de silicio requeridas para llevar la energía y los datos a los chips en la parte superior, pero el intercalador también lleva el PCH o el IO de la plataforma. Es, en efecto, un PCH completamente funcional, pero con vías para permitir que los chips se conecten en la parte superior.

La primera iteración de esta tecnología es menos complicada que lo que se aprecia en la imagen anterior, simplemente utilizando un conjunto de núcleos de CPU conectados a la PCH, pero la idea es que un intercalador grande puede tener funciones de selección y las que se pueden eliminar de los chips anteriores para ahorrar espacio. Esto también le permite a Intel usar los diferentes tipos de transistores en diferentes chips; en el ejemplo que mostraron, usaron un intercalador integrado en el nodo del proceso 22FFL, con un conjunto de CPU de 10nm en la matriz superior. Por encima de esto, se proporciona DRAM en un paquete POP.

Como vemos en este diagrama de fabricación, se muestra la idea de que la memoria POP se coloca sobre el diseño de Foveros para dar el producto final. Muy parecido a un chip móvil.

Intel exhibió dos chips Foveros trabajando en el área de demostración. Explicó Intel que estos eran diseños híbridos x86 que combinaban un solo núcleo grande con cuatro núcleos Atom más pequeños en la misma pieza de silicio de 10nm. El sistema de demostración que Intel mostró se parecía al diseño anterior de Sunny Cove, sin embargo, este disipador de calor era más pequeño y tenía unos cuantos conectores diferentes. Dijeron que este chip admitirá PCIe para M.2 y UFS, ambos se encuentran en dispositivos móviles. También parecía un par de conectores de tarjeta SIM en esta placa base.

En realidad, Intel dice que la razón por la que surgió este producto es porque un cliente solicitó un producto de este rendimiento pero que funcione con una alimentación de reserva de 2mW. Para hacer esto, Intel creó y mejoró varias tecnologías dentro de la empresa. El producto final es aparentemente ideal para el cliente, sin embargo, el chip también estará disponible para otros OEM.

Intel dejó claro que esta tecnología aún está en sus inicios. Jim Keller dijo que internamente están probando muchas cosas nuevas con esta tecnología para ver qué funciona y qué haría un buen producto, por lo que deberíamos ver más diseños de Foveros hasta 2019 y 2020.

Ice Lake 10nm Xeon Scalable: lo mostraron sin probarlo

Intel ha declarado que Cascade Lake y Cooper Lake son los siguientes productos para el mercado empresarial, ambos construidos a 14nm, que se centran en la seguridad mejorada y en las instrucciones de AI para ayudar con la aceleración de los procesos. También sabemos que, después de estos dos, Intel tendrá una versión escalable de Ice Lake a 10nm, pero eso fue todo.

Intel confirmó que Ice Lake se construirá utilizando los núcleos de Sunny Cove. Pero Intel también mostró lo que podría ser un procesador y un paquete Ice Lake Xeon de 10nm.

Observaciones y conclusiones

Ya estamos acostumbrados a estas manerias mediaticas en las presentaciones de Intel, donde exhiben productos en ambientes de ingeniería o controlados, o mostrando con muchos detalles productos que tomarán mucho tiempo para su desarrollo y producción. Este Xeon Ice Lake a 10nm ni siquiera estaba conectado a una placa base, por lo que asumimops que aun no es funcional, por lo que no vale la pena presumir de ello.

A pesar de quye este evento se efectuó ayer, apenas hoy se liberaron los detalles, cuando anteriormente las informaciones prácticamente se obtenian en «tiempo real». Con un acceso restringido a pocos medios, podemos llegar a la conclución de que Intel quiere controlar mucho lo que suceda de ahora en adelante en cada uno de sus eventos y presentaciones. Incluso, cuando desarrollaron una mesa redonda de preguntas y respuestas solo una cantidad de medios seleccionados tuvieron acceso para cuestonar tanto a Raja Koduri como a Jim Keller y a Murthy Renduchintala.

Algunas declaraciones que se mostraron en base a los 10nm especificamente, Raja explica que el desarrollo de los 10nm ESTA CAMBIANDO, PERO NO HA CAMBIADO. Puede que hayan tenido dificultades, pero ya AMD con las mismas dificultades mostró y ya tiene los primeros productos en 7nm listos para el 2019, lo que nos evidencia que Intel quizas no quiere admitir lo que los analistas han pronosticado en referente a esta arquitectura, que ya hemos publicado anteriormente.

Intel no dió detalles sobre las tarjetas gráficas que pretenden introducir al mercado, ya habiamos pronosticado de que esto sería así, pero le hubiese sumado al evento que mostraran que tipo de arquitectura estarán desarrollando para sus GPU’s si vendran en 10nm o si las tendremos para el 2019. Quizas las veamos cuando lanzen las APU Xe, pero esto es solo una suposición.