Генералните промени в архитектурите са сравнително голяма рядкост, тъй като в повечето случай компаниите развиват няколко поколения на базата на еволюционно развитие от една основа, като се разчита и на подобрения на производствените процеси. Не рядко резултатите от такива смени не са особено добри първоначално. Но ето че от Intel го играят агресивно и представят 2-рата генерална промяна за последните 3 поколения. Така че нека да се запознаем със новата фамилия процесори Core Ultra 200, използващи архитектурата Arrow Lake.
Архитектурни промени
Най-голямата промяна, и може да се каже революционна такава, в рамките на десктоп моделите на компанията е всъщност топологична – новите процесори не използват добре познатият ви монолитен кристал, а най-накрая се обръщат към чиплетна структура (в терминологията на Интел tiles или „плочки“), като при това се състоят от цели 5 различни чиплета. Интересното в случая е, че докато при AMD основната полза е разделението на ядрата в отделни чиплети (2 базови чиплета – с ядра и входно/изходен), като нарастването на изчислителните способности на чипа се осъществява с добавяне на нови чиплети с ядра, при интел се използва само един чиплет за ядрата, като всъщност той има различни версии и допълнително имаме SOC чиплет, входни/изходен чиплет, чиплет с графично ядро и един допълнителен празен кристал за балансиране на физическото натоварване и подравняване на структурата.
Чиплетът с процесорните ядра използва изцяло нова конфигурация, която смесва новите Lion Cove P-ядра и Skymont Е-ядра, като за разлика от Alder Lake и Raptor Lake, при които двата вида ядра бяха в двата края на кристала, сега те са размесени помежду си, като се редуват. Това вероятно е направено, за да се подобри разпределението на топлината в площта на кристала, но потенциално може да увеличи латентността на междуядрената комуникация при P-ядрата. Максималната конфигурация предвижда 8 P-ядра и 16 Е-ядра заедно с 36 МБ L3 кеш, което е идентично с конфигурацията на Raptor Lake, така че ръстта на производителността ще идва само от архитектурата на ядрата и техните честоти.
SOC (System on Chip) чиплетът съдържа в себе си контролера на паметта, който е усъвършенстван с поддържка на CU-DIMM с официална поддържка на DDR5-5600 в нормални DIMM модули и DDR5-6400 с CU-DIMM (модули с интегриран повторител на тактовият сигнал), основният PCI Express комплекс с 20 PCIE Gen. 5 линии (16х за графика и 4х за М.2 слот), медия и дисплейния енджини за вградената графика, както и новият NPU блок с производителност 13 ТОпС (трилиона операции в секунда) за ускорение на ИИ. За разликата от мобилните варианти, в него няма допълните ядра със свръх ниска консумация.
Входно/изходният чиплет съдържа допълнително PCIE Gen.4×4 блок за връзка с чипсета, Thunderbolt 4 контролер, осигуряващ 2 порта и някои други допълнителни връзки.
И последният важен блок е вграденото графично ядро, което използва 4 Xe ядра (64 EU или 512 АЛУ, 16 текстуриращи блока), които за съжаление се базирана не най-новата Battlemage архитектура, а на усъвършенствана версия на Arc Alchemist. Дори и така може да очакваме много сериозен скок в производителността спрямо по-старото UHD770 графично ядро със 32 EU и още по-стара архитектура.
Всичко това е интегрирано върху интерпозър с Foveros Die Interconnect връзка, правейки новият чип прилично сложен за производство. Но пък тази конфигурация позволява на Intel да комбинира производство по различни технологични процеси, като се използват TSMC N3B за процесорните ядра, TSMC N5P за графичното ядро и TSMC N6 за SOC и входно/изходният чиплети. Теоретично това би следвало да води до по-ниски производствени разходи за отделните чиплети, в сравнение с производството на един цял кристал по N3B процес, и предполагаемо това спестяване би следвало поне частично да компенсира оскъпяването от използването на интерпозър с монтаж на няколко чипа. В добавка, разпределението на чиплетите по различни процеси позволява да се оптимизира използването на наличните мощности от по-високият клас производствени процеси.
Новите процесорни ядра
И при двата типа ядра ни очакват изцяло нови архитектури със много сериозни промени. Първо и може би най-важно, в архитектурата Lion Cove на P-ядрата, за пръв път от много поколения Intel се отказват изцяло от имплементацията на SMT/Hyperthreading, която по техните думи помага за около 30% по-добра многонишкова производителност, но води и до увеличена площ и консумация и усложнява диспечерирането на нишките в Windows, особено след добавянето и на E-ядра. Новото ядро е оптимизирано за еднонишкова производителност, с наблягане на производителността за ват и за единица площ. Промените включват:
- Декодерите са увеличени от 6 на 8, блокът за пренареждане на микрооперации също е има увеличен капацитет за подаване 8 операции на такт, инструкционният прозорец е увеличен от 512 на 576 операции.
- Подобрен е блокът за предсказване на разклонения, увеличен е буферът за микрооперации, като и BTB буферите от нулево и първо ниво.
- Броят на изпълнителните портове е увеличен от 12 на 16 – 6 АЛУ, 6 АГУ , 4 векторни блока (2х FMA, 2x FADD) и два блока специално за съхраняване на данни. Броят на приключваните операции е увеличен от 8 на 12.
- Структурата на кеш паметта е променена, като предишният кеш за данни от първо ниво сега се третира като кеш от 0-во ниво с обем 48 КБ, а зад него се намира още един блок с обем 192 КБ (L1), а кешът от второ ниво е увеличен на 3 МБ (L2).
- Стъпката на скалиране на тактовите честоти е променена от 100 МХц на 16,67 МХц, което дава възможност за по-плавна промяна и по-добра оптимизация на тактовите честоти по време на работа.
Всички тези промени обаче според Intel водят до сравнително скромните 9% прираст в IPC спрямо настолната версия на Raptor Cove, което предстои да видим как ще се отрази в реалните приложения.
Може би една от причините от компанията да се откажат от SMT, са масивните промени в E-ядрата, които според компанията водят до наистина огромен прираст от 32 % IPC за целочислени изчисления и цели 68% при изчисленията с плаваща запетая, което на теория може да успее да компенсира с лихвата загубата на SMT в P-ядрата. Промените включват:
- Увеличение от 2 на 3 на декодиращите клъстери, всеки от които разполага с по 3 декодера, комбинирано с увеличение от 4 на 8 на операциите подавани от буфера на за пренареждане, с възможност за приключване на 16 операции за такт. Самият буфер за пренареждане е увеличен от 256 на 416 операции. Опашката за микрооперации е увеличена от 64 на 96 елемента.
- Цели 26 отделни изчислителни порта, сред които 8 АЛУ, 7 АГУ, 3 отделни блока за обработка на преходи, 2 блока за съхранение на данни, увеличение от 2 на 4 векторни блока, макар и да се запазва предишната ширина от 128-бита. Намалена е латентността на изпълнение на някои операции
- L2 кешът за един 4-ядрен клъстер е увеличен на 4 МБ.
- Множество други по-дребни промени и усъвършенствания.
В много отношения Skymont ядрото изглежда дори по-впечатляващо от Lion Cove, като единствената му по-очевидна слабост е във векторните изчисления. Според заявленията на Intel производителността му за такт се доближава плътно до Raptor Cove P-ядрата в предходното поколение на компанията, като все пак остава разликата от над 1 ГХц в тактовата честота. Ще е много интересно обаче да видим бъдещите модели от серията N на мобилните процесори на Intel, които типично използват само Е-ядра. А защо не и да видим ниският клас процесори (бившите Celeron и Pentium, ако не и дори i3) да преминат към, използване само на Skymont ядра.
Новите модели
На базата на новата архитектурата компанията анонсира първоначално 3 основни модел – 24 ядреният Core Ultra 9 285K , 20 ядреният Core Ultra 7 265K и 14 ядреният Core Ultra 5 245K и техните F-версии (без графични ядро), като в последствие се добавиха не-К- (заключен множител) и T- версии (понижена консумация), както и новите Core Ultra 5 235, отново с 14 ядра и 10-ядреният Core Ultra 5 225. В този материал ще ви запозная с двата върхови модела:
- Core Ultra 9 285K използва пълната спецификация на Arrow Lake, като P-ядрата достигат до 5,5 ГХц, с възможност за 5,7 ГХц с Thermal Velocity Boost, а Е-ядрата достига до 4,6 ГХц. Базовите честоти са съответно 3,7 ГХц и 3,2 ГХц. Вграденото графично ядро достига работи на 2 ГХц. TDPна чипа е 125 Вт. базово с 250 Вт. турбо лимит, а препоръчителната цена е $579. На нашият пазар в момента този модел може да се намери започвайки от около 1260 лв. с ДДС.
- Core Ultra 7 265K се отказва от един клъстер от 4 Е-ядра, като максималните честоти намаляват до 5,4/5,5 ГХц за P-ядрата, докато Е-ядрата остават на 4,6 ГХц. За сметка на това базовите честоти се покачват със 100 МХц. Останалите показатели остават същите, с изключение на цената, която $404. На българският пазар в момента процесорът може да се намери на цени започващи от около 760 лв. с ДДС.
Проблеми
За съжаление радикалните промени в архитектурата често страдат от проблематично начало, като това не подмина и Core Ultra. Сред сравнително негативните първоначално ревюта компанията се разбърза да пуска ъпдейти за поправяне на стабилността и производителността за системите. И въпреки че ползвах последния към момента на тестването BIOS с микрокод 114h, който трябва уж да подобрява нещата, все пак се натъкнах на някои неприятни моменти:
- Стандартната ми DDR5-6000 EXPO памет отказа да работи стабилно с новата платформа, което наложи използването за моделите на Core Ultra на предоставената ми от MSI DDR5-7200 памет.
- (Някои) Игри, използващи Easy Anticheat забиваха при стартиране, като сред тях бяха Fortnite и Apex Legends.
- Проблемът с ReBAR технологията и Last of Us остава неразрешен поредно поколение, което води до доста голям спад в производителността на процесорите на Intel в тази игра с активиран ReBAR.
Проблемите при Intel обаче не се ограничиха само с Core Ultra, като Core i9-13900KF с последният фърмуер отказва да работи стабилно с DDR5-7200 паметите с които разполагах, като дори използване на DDR-7000/6800 профилите не помогнаха. Това наложи замяната им с DDR5-6000 памет. Така че в края на краищата реших да претествам всички процесори, освен Core Ultra, с DDR5-6000 CL28 памет.
Дънната платка MSI MAG Z890 Tomahawk WiFi, процесорът Core Ultra 9 285K и паметта Kingston Fury Renegade DDR5-7200 бяха предоставени от Micro-Star International (MSI).
