میتیور لیک؛ انقلاب اینتل در پردازنده‌های لپ‌تاپ با کاشی‌ها!

آیا تراشه‌های میتیور لیک با استفاده از تکنولوژی چیپلت‌ها، می‌توانند لپ‌تاپ‌های ویندوزی را به رقبایی قابل توجه برای مک‌بوک‌ها تبدیل کنند؟

در طول ماه‌های گذشته، اطلاعاتی پراکنده درباره پردازنده‌های موبایل مجموعه میتیور لیک اینتل به دست ما رسیده است. اما رویداد Innovation اینتل در سن‌خوزه، فرصتی مناسب بود تا اطلاعات دقیق‌تری راجع به پردازنده‌های مورد انتظار دریافت کنیم. به نظر می‌رسد که اینتل آماده وارد کردن نسل جدیدی از پردازنده‌های موبایل برای استفاده عمومی کاربران است؛ تغییراتی که نه‌تنها انقلابی هستند، بلکه مسیر توسعه محصولات آیندهٔ این شرکت را نیز مشخص می‌کنند.

بر‌اساس گزارش‌ها، میتیور لیک مجموعه‌ای از پردازنده‌های نسل ۱۴ برای لپ‌تاپ‌های اینتل است که ماه‌ها پس از معرفی رپتور لیک رفرش (پردازنده‌های نسل ۱۴ برای دسکتاپ) معرفی خواهد شد؛ در حالی که رپتور لیک رفرش به‌روزرسانی نسلی نسبتاً کم‌تر اهمیت و تغییرات کمتری دارد، Meteor Lake چیزهای جالبی برای گفتن دارد. اینتل اعلام کرده است که میتیور لیک، بزرگ‌ترین تغییر در معماری پردازنده‌های تجاری این شرکت در چهل سال گذشته است. در حال حاضر، قیمت پردازنده‌های میتیور لیک و تأثیر آن بر قیمت لپ‌تاپ‌ها هنوز مشخص نیست.

پردازنده‌های Meteor Lake از چند نظر اصلی به عنوان انقلابی شناخته می‌شوند. اولاً، اینتل بالاخره از فناوری لیتوگرافی ۱۰ نانومتری خود (Intel 7) کناره‌گیری کرده و شروع به استفاده از فناوری ۷ نانومتری (Intel 4) کرده است. به‌علاوه، برای اولین بار، نسل جدید پردازنده‌های عمومی مخصوص سیستم‌های موبایل از معماری چیپلت‌های جداگانه استفاده می‌کنند تا یک آغاز تازه برای تغییر معماری پردازنده‌های تجاری این شرکت فراهم کنند. شرکت‌های دیگری مانند کوالکام و AMD پیش‌تر به طراحی تراشه‌های مبتنی بر چیپلت روی آورده بودند.

تمام کاشی‌های فعال را اینتل بر مبنای ریزمعماری‌های خودش طراحی کرده است؛ اما تنها کاشی CPU (محاسبات) با لیتوگرافی ۷ نانومتر اینتل تولید می‌شود و فرآیند ساخت سه بخش دیگر، با نودهای TSMC انجام خواهد شد. جزئیات لیتوگرافی‌های مورد استفاده در تولید تراشه‌های میتیور لیک را مشاهده می‌کنید.

بخش محاسبات (CPU) میتیور لیک

در بخش محاسبات (CPU) میتیور لیک، اینتل از فناوری لیتوگرافی Intel 4 یا همان نود ۷ نانومتری خود استفاده می‌کند. این شرکت ادعا می‌کند که این فرآیند تولید بهترین شرایط را برای ساخت CPU های قدرتمند ایجاد می‌کند و با استفاده از آن، مصرف توان تراشه‌ها به میزان حدودی ۲۰ درصد کاهش می‌یابد. هسته‌های جدید استفاده شده در این بخش شامل هسته‌های پرقدرت با نام Redwood Cove و هسته‌های کم‌مصرف با نام Crestmont هستند. این هسته‌ها ادعا شده است که با بهبود IPC نسبت به نسل قبلی، عملکرد پردازشی را افزایش می‌دهند و هسته‌های Redwood Cove، پهنای باند بیشتری برای کش و حافظه فراهم می‌کنند. برای بهینه‌سازی بار پردازشی و مدیریت مصرف توان، اینتل از Thread Director استفاده می‌کند که وظایف پردازشی را بین هسته‌های CPU و ماژول SoC توزیع می‌کند.

در بخش گرافیک (GPU) میتیور لیک، از تکنولوژی لیتوگرافی ۵ نانومتری TSMC استفاده می‌شود و از معماری Xe-LP اینتل بهره می‌برد. این معماری از بسیاری از ویژگی‌های معماری Xe-HPG استفاده می‌کند که برای کارت‌های گرافیک مجزا طراحی شده است.

اینتل ادعا می‌کند که عملکرد و عملکرد-به‌ازای-توان برای بخش گرافیک نسبت به نسل قبل دوبرابر شده است. یک نکته مهم و قابل ذکر دیگر درباره معماری بخش گرافیک، جدا شدن موتور Xe Media و موتور Xe Display از موتور اصلی GPU و انتقال آن‌ها به کاشی SoC است. با این چینش، مصرف توان در سناریوهای مختلف بهبود قابل توجهی پیدا می‌کند.

پردازنده‌های میتیور لیک از فناوری XeSS اینتل نیز پشتیبانی می‌کنند. این فناوری که عملکرد مشابه DLSS و FSR دارد، نرخ فریم بازی‌ها را ارتقا می‌دهد. این بار اولین بار است که فناوری XeSS وارد گرافیک‌های مجتمع می‌شود.

گرافیک مذکور در تمامی پردازنده‌های میتیور لیک استفاده نخواهد شد؛ اما همه‌ی این پردازنده‌ها تراشه‌ی هوش مصنوعی خواهند داشت. به‌گفته‌ی اینتل، NPU جدید باعث بهبود عملکرد سیستم در ابزارهای هوش مصنوعی مثل Stable Diffusion می‌شود.

بخش SoC میتیور لیک

برای تولید کاشی SoC در تراشه‌های میتیور لیک، از فرآیند ساخت ۶ نانومتری TSMC استفاده می‌شود. بخش مذکور در واقع نقش واحد ارتباطی را بین سایر ماژول‌های تراشه به‌عهده دارد و مهم‌ترین ویژگی آن، توان مصرفی کم به‌حساب می‌آید. اینتل ماژول SoC را Low Power Island یا «جزیره‌ی کم‌مصرف» نام نهاده است.

در دل کاشی SoC، نوع جدیدی از هسته‌های کم‌مصرف تعبیه شده است. هدف از طراحی این هسته‌ها، برداشته‌شدن بار پردازشی سبک از روی ماژول نسبتا پرمصرف‌تر محاسبات خواهد بود. به‌طور مثال، عملیاتی که نیاز به قدرت پردازشی هسته‌های CPU ندارند، به هسته‌های کم‌مصرف SoC واگذار خواهند شد.

اینتل اولین ماژول پردازش عصبی (NPU) خود را نیز وارد مجموعه‌ی پردازنده کرده است. NPU در کاشی SoC جای می‌گیرد و پردازنده می‌تواند به‌صورت on-chip یا مجتمع، قابلیت‌های مبتنی بر هوش مصنوعی را در اختیار بگذارد. اینتل با افزودن ماژول مذکور، راه را برای برنامه‌های آینده در حوزه‌ی پردازش‌های مربوط به هوش مصنوعی، هموارتر خواهد کرد.

همان‌طور که در بخش گرافیک نیز اشاره کردیم، موتورهای Xe Media و Xe Display از بخش گرافیک، به ماژول SoC منتقل شده‌اند تا توان مصرفی کل تراشه، به‌صورت بهینه بین ماژول‌های مختلف تقسیم شود و موتور اصلی (و پر مصرف) گرافیک در ماژول GPU، درگیر برخی از پردازش‌ها نباشد. در موتور Xe Media، دو عدد کدک چند فرمتی (MFX) قرار گرفته است که مسئول وظایف مرتبط با دیکد و انکد هستند. موتور Xe Display نیز مسئول پشتیبانی از استانداردهای مربوط به نمایش تصاویر (مثل HDMI 2.1 و eDP1.4) خواهد بود. ضمنا کاشی SoC می‌تواند تا بلوتوث ۵٫۴ و وای‌فای ۷ را نیز پشتیبانی کند.

کوچک‌ترین کاشی میتیور لیک، بخش I/O به‌حساب می‌آید که در اصل برای در اختیار گذاشتن اتصالات اضافی طراحی شده است و با لیتوگرافی ۶ نانومتری TSMC تولید می‌شود. قابلیت‌هایی که بخش I/O در اختیار قرار می‌دهد، به دو موضوع وابسته خواهد بود: نیاز شرکت‌ها و درجه‌بندی پردازنده. اتصالاتی مثل تاندربولت ۴ یا PCIe Gen 5 از طریق همین کاشی در اختیار قرار می‌گیرند. بخش I/O مقیاس‌پذیر خواهد بود؛ به‌این‌معنی که اینتل براساس درجه‌بندی پردازنده و کاربری آن، کاشی I/O را در ابعاد مختلف طراحی خواهد کرد.

با تمام اطلاعاتی که در حال حاضر از میتیور لیک به دست آورده‌ایم، این‌طور به نظر می‌رسد که استراتژی استفاده از لیتوگرافی Intel 4 و معماری مبتنی بر چیپلت، می‌تواند نمایشی از دستاوردهای اینتل در راه رسیدن به بهینگی مصرف توان در تراشه‌های موبایل باشد. باوجود بستر Foveros در تراشه‌های جدید، اینتل می‌تواند هرگونه تغییر در کاشی‌ها یا همان چیپلت‌ها را بسته به نیاز اعمال کند.