Архитектура Cypress Cove, графика Xe
5 лет и 5 поколений процессоров Intel полировала архитектуру Skylake, пришедшую ещё Core 6th Gen. Skylake в отношении CPU Intel стала практически константой, наряду с 14-нм техпроцессом и неизменным видеоядром. Заложенная в бородатом 2006 стратегия «тик-так», предполагающая на «тик» переход на новый техпроцесс, а на «так» новую архитектуру, к 2016 номинально преобразилась в «тик-так-так» (техпроцесс, архитектура, оптимизация). Номинально – слово подходящее, поскольку после этого кроме «так-ов», подразумевающих оптимизацию, ничего не происходило.
Между тем, в 2019 было объявлено о возвращении к изначальной двухшаговой стратегии. Было объявлено, ну и на этом всё, поскольку будущие планы чипмейкера ну никак в это не вписываются. Core 11-го поколения получили новую архитектуру, и, казалось бы, Core 12th Gen будут на новом, пресловутом 10-нм техпроцессе. Да, 10-нм таки будут, однако и архитектура будет новая, при чём в корне иная с поддержкой DDR5 и гибридной топологией. Что самое удивительное, их чипмейкер планирует выпустить через полгода.
Говоря о делах техпроцессных, Core 11th Gen базируются на старом добром избитом 14-нм техпроцессе, который получил уже такое количество оптимизаций, что можно в плюсах запутаться. На этот раз чипмейкер не упоминает о каких-то минорных улучшениях. Скорее всего, они банально отсутствуют.
Непосредственно про архитектуру Cypress Cove Intel рассказывает преступно мало, ограничиваясь формулировкой +19% показателя IPC (инструкций за такт) относительно Skylake. Какое удивительно точное совпадение! Ровно столько же AMD обещала при переходе с Zen 2 на Zen 3.
Но Cypress Cove нельзя в полной мере назвать новой архитектурой. По сути, это Sunny Cove, испробованная на 10-нм мобильных процессорах Ice Lake 2019. Поскольку они базируются на разных техпроцессах и есть незначительные конструктивные изменения, Intel назвала её Cypress Cove. Но в целом Cypress Cove = Sunny Cove.
Прежде всего инженеры поработали над улучшением параллелизма инструкций. Применяется 5-wide конвейер с внеочередным выполнением против 4-wide ранее. Во-вторых, количество станций Unified Reservation Stations было увеличено с 3 до 4. Также для закрытия уязвимости Spectre для AGU (Address Generation Unit) теперь выделяется 4 порта – по паре на каждый блок чтения и записи. Была переработана точность предсказания ветвлений, чем закрылась ещё одна уязвимость Skylake. Для вычислений VEC и INT добавились дополнительные вычислительные блоки.
Весомо преобразилась иерархия кэшей. Кэш данных L1 увеличился вполовину с 32 КБ до 48 КБ на ядро. Кэш L2 увеличился сразу вдвое – до 512 КБ на ядро. Увеличился кэш больших таблиц адресов (TLB) и микроопераций (µOP). А вот кэш-память третьего уровня изменений не претерпела – по 2 МБ на ядро. Этими мерами Intel b добилась улучшения местного «КПД» на 19%.
Intel Core 11th Gen должны намного лучше себя показывать в алгоритмах шифрования и дешифровки за счет новых команд ISA, а именно Vector-AES и SHA-NI. Также появилась поддержка инструкций AVX512, ускорения DL Boost, с которым обещается в 2,5 раза большая производительность в ИИ-приложениях. Всё это впервые в сегменте десктопных процессоров.
Архитектура Sunny Cove может похвастаться поддержкой просто огромного количества оперативной памяти – до 4 ТБ на сокет. Этого удалось добиться за счет увеличения линейного адресного пространства до 57 бит и физического пространства до 52 бит. Однако, по-прежнему десктопные процессоры ограничены поддержкой 128 ГБ ОЗУ.
Наконец, появилась поддержка интерфейса PCI-Express 4.0. Все модели процессоров получили по 20 линий PCI-E 4.0, из которых 16 зарезервированы под основной слот PCI-E для видеокарты, оставшиеся – для M.2-накопителя. Как и на актуальной платформе AMD, полноценно можно подключить лишь один накопитель. Что любопытно, Intel заявляет, что их реализация лучше, и накопители PCI-E 4.0 работают до 11% быстрее.
Отдельно стоит выделить новое видеоядро Xe-LP, представленное в двух вариантах: UHD Graphics 730 c 24 вычислительными блоками (EU), которым пока оснащаются только два самых младших i5, и UHD Graphics 750 для всех остальных моделей c 32 EU-блоками. Старшая версия работает при частоте 350-1300 МГц. По заявлениям Intel, UHD 750 на 50% производительнее предшествующего решения. Тесты это подтверждают, но всё же на какой-то приемлемый фреймрейт в играх рассчитывать не стоит. Производительность на уровне самых слабых дискретных видеокарт вроде NVIDIA GeForce GT 1030.
Что касается физического исполнения, уже есть возможность взглянуть на Rocket Lake-S неглиже. Непонятно, все ли i5-i9 базируются на одинаковом кристалле, но все представители серий Core i7 и Core i9 под крышкой идентичны. Несмотря на неизменный техпроцесс и даже отсечение двух ядер у старших моделей, площадь ядра только выросла. 8-ядерный кристалл Core i7-11700K имеет площадь ~260-270 мм2, что на 28% больше, чем 10-ядерник Core i9-10900K (206 мм2). Весомую часть транзисторного бюджета «отъела» встроенная графика, а также дополнительная аппаратные блоки, кэш-память, 4 дополнительные линии PCI-E.
Увеличенная площадь теоретически снизит плотность теплового потока и обеспечит чуть-чуть лучшие температуры работы. В завершение не лишним будет упомянуть, что между крышкой и кристаллом благородный припой.
