Чего нам ждать от 14 нанометров?
То, о чем так долго говорила Intel, наконец, случилось — на рынок выходят процессоры нового поколения Broadwell, выполненные по технологии 14 нм. В ближайшее время мы уже увидим первые реальные устройства на базе Broadwell, а пока у нас возможность, основываясь на достоверной информации из первых рук, всесторонне изучить вопрос: что же принесут нам эти пресловутые 14 нанометров? Как наверняка большинству известно и без КДПВ, Broadwell представляет собой Тик-шаг в технологическом процессе Intel, по определению не предполагающий революционных изменений в функционале. Тем не менее, естественно, без улучшений и нововведений не обошлось, и в этот раз их, пожалуй, больше, чем в предыдущие Тики.Первым коммерческим продуктом, выполненным по новому техпроцессу, станет процессор Core M, предназначенный для мобильных и портативных устройств. Именно этот сегмент рынка ждал 14 нм особенно нетерпеливо, ведь уменьшение техпроцесса — это, прежде всего, сокращение размеров и TDP. Предчувствия их не обманули: новый Core M допускает пассивное охлаждение, а толщина корпусов устройств может быть не более 9 мм.
По сравнению с 22 нм, в 14-нм технологии уменьшено расстояние между диэлектрическими ребрами, увеличена высота барьеров и сокращено их количество. Оригинал.
Еще немного технических подробностей. В Core M используются трехмерные транзисторы Tri-gate второго поколения. За счет технологических улучшений в них и общего уменьшения размеров площадь кристалла по сравнению с Haswell уменьшилась более, чем на 30%, при этом количество транзисторов возросло с 1 до 1,3 млрд. Увеличение производительности достигнуто за счет расширения буфера ассоциативной трансляции (TLB), более точных прогнозов ветвления, а также оптимизации операций умножения и деления с плавающей точкой. Но самые большие успехи, как уже говорилось, достигнуты на фронтах борьбы за не потребленные ватты: Broadwell удалось двукратно превзойти показатели экономии энергии, традиционные при смене техпроцесса. Также вдвое уменьшилось потребление по сравнению с Haswell в абсолютных цифрах.
Схемы управления питанием процессора, графического ядра и чипсета становятся все более интеллектуальными. Начиная с Broadwell, в них применяются эвристические алгоритмы.
На страже энергоэффективности стоят усовершенствованные технологии управления питанием. Это, прежде всего, новый интегрированный регулятор напряжения (FIVR) второго поколения, который быстрее и интеллектуальнее переводит ядра из состоянии ожидания в рабочий режим. Кроме того, было снижено напряжение простоя, а также улучшен контроль за энергопотреблением всего чипа в целом, включая контроллеры памяти и периферии.
Коротко упомянем новые функциональные возможности — может быть, для кого-то они окажутся важными:
Улучшенная поддержка криптографии. Новые инструкции ADCX/ADOX и RDSEED (недетерминизированные случайные числа), аппаратная поддержка CRC и RSA.
Система трассировки Intel. Поддержка низкозатратной трассировки на уровне процессора, которую будет использовать ПО отладки программ.
Intel Transactional Synchronization Extensions (Intel TSX) — новые расширенные инструкции для облегчения работы многопоточных приложений.
Улучшенная виртуализация. Знакомая всем технология VT-x с каждым новым поколением работает все быстрее.
Существенные изменения произошли в графическом ядре процессора. Принципиально новое графическое ядро Intel HD Graphics 5300 поддерживает DirectX 11.2, OpenGL API 4.3, OpenCL API 2.0 и экраны с 4К-разрешением. Улучшены механизмы тесселации, увеличено количество исполнительных устройств в ядре. По оценке компании, прирост производительности в графической подсистеме составляет около 40% в играх и до 80% при кодировании видео. К уже имеющейся поддержке декодирования форматов AVC, VC-1, MPEG2, MVC добавлен видеокодек VP8, а также декодирование JPEG & MJPEG.
Кристалл процессора Core M. Более половины площади занимает графическое ядро. Оригинал.
Физически Core M выполнен в виде двух чипов: собственно, процессора (в который также встроено графическое ядро и контроллер памяти) и чипсет Platform Controller Hub (PCH), который по старинке до сих пор иногда еще называют южным мостом. Чипсет, помимо решения традиционных задач по организации различных операций ввода-вывода, теперь включает в себя контроллер Wi-Fi и аудиокодек. Таким образом, Intel Core в своей мобильной ипостаси все более и более приближается к конструктиву SoC, и не приходится сомневаться, что вскоре приблизится совсем. Пока же это все-таки система на двух чипах.
Первые модели с процессором Intel Core M появятся на прилавках в конце этого — начале следующего года. Ну, а мы будем ждать следующего пришествия 14 нанометров в лице процессоров для ПК — наверняка и там будет много интересного.
