Intel Haswell - 4. krok k dokonalosti
17.10.2012, Petr Štefek, technologie

V našem článku se tentokráte podíváme na to, co pro nás chystá Intel u další generace své procesorové architektury Haswell. Společnost nám odtajnila na IDF 2012 některé zajímavé detaily a plány pro novou procesorovou rodinu.
Kapitoly článku:
- Intel Haswell - 4. krok k dokonalosti
- Haswell: změny front-endu CPU
- Haswell: cache a TSX
- Haswell: snížovaní spotřeby a Haswell
- Haswell: integrované GPU a Media Engine
Jak jsem zmiňoval v předchozí kapitole, tak Intel se s Haswellem bude snažit dobýt krom běžných desktopových systémů také mobilní trh. To samozřejmě vyžaduje optimalizaci spotřeby a s ní spojeného vyzařování zbytkového tepla čipu. Chlazení podobně výkonných systémů je přetrvávající problém, který můžeme krom běžných počítačů vidět také u mobilních telefonů, které se mají tendenci při zatížení poměrně hodně zahřívat, což není zrovna příjemné (Samsung Galaxy S II/III a další). Intel musel udělat hodně práce v návrhu polovodičové struktury a také v případě nového software pro řízení spotřeby, respektive výkonnostní profilů pro různé situace.

Intel plánuje snížit spotřebu jádra procesoru několika různými způsoby. Nevyužité části procesoru budou jednoduše zcela vypnuty, což je trošku jiný kalibr řešení, než jen běžné snížení frekvence jader. Intel bude ale také pracovat s frekvencemi integrovaného grafického jádra a L3 cache, které budou moci pracovat na rozličných frekvencích, které budou odpovídat právě zpracovávané úloze. To bude samozřejmě vyžadovat nejen podporu ze strany hardware, ale i software od samotného Intelu a také Microsoft se svými Windows 8.

Vypnutím nevyužívaných jednotek Intel dokázal snížit spotřebu procesoru ve stavu nečinnosti a zároveň snížit čas potřebný k přepínání mezi jednotlivými stavy, respektive zapnutím nebo vypnutím jednotek tak, aby uživatel v praxi nic nepoznal. Snad to bude fungovat lépe, než systém start-stop v případě moderních automobilů. Celková rychlost přepínání mezi stavy byla zvýšena o až 25%.
Intel proklamuje, že s novým Haswellem dosáhne v případě určitých úsporných profilů, mezi které patří tzv. S0xi stav, snížení spotřeby v klidu až 20krát oproti dosavadním architekturám. Podle všeho by právě tyto vlastnosti mohly zajistit Intelu místo v tabletech a mobilních telefonech, kde doposud kraluje architektura ARM. S0xi je kombinací stavu S0/S3/S4, což v praxi znamená spotřebu na úrovni stovek mW a umožňuje bez problémů přejít na plný výkon. Podle Intel je právě tohle cesta, jak razantně zvýšit životnost baterie v mobilních zařízeních a prodloužit tak dobu mezi jednotlivými nabíjeními. Je potřeba, aby software využívaný na platformách s architekturou Haswell byl také optimalizován. Společnost nicméně svým vlastním výzkumem zjistila, že většina současného software využije těchto vlastností Haswellu bez problému také.

Na druhé straně Intel vylepšil Turbo Boost technologii, která čipům na Haswellu poskytne širší rozmezí pro změnu frekvencí jednotlivých částí čipu. Vybalancování potřebné frekvence čipu a aktivních jednotek pro specifické aplikace je cestou, jak optimalizovat spotřebu a neomezovat se radikálně na výkonu. Na spotřebu hrají také další vlastnosti nové architektury, jako je návrh spojení mezi čipsetem a samotným CPU. Intel rovněž spolupracuje s výrobci, aby výsledkem zařízení s architekturou Haswell byla opravdu reálná úspora spotřeby a dosažení cílů, které jsou Haswell Intelem vymezeny. Optimalizací prošly také další součásti systému, jako jsou regulátory napájení a jiné controllery.

Intel pracuje na procesoru pro novou generaci ultrabooků s TDP na úrovni 10 W, který by měl svým výkonem být velmi podobný modelu Ivy Bridge s TDP 17 W. Výsledkem snad budou v podání renomovaných výrobců lehčí počítače s větší výdrží. Intel krom svého hardware a software sází také na spolupráci s Microsoftem a jeho Windows 8, které budou podporovat veškeré inovace v oblasti snižování spotřeby, jaké Haswell nabízí.

Intel plánuje snížit spotřebu jádra procesoru několika různými způsoby. Nevyužité části procesoru budou jednoduše zcela vypnuty, což je trošku jiný kalibr řešení, než jen běžné snížení frekvence jader. Intel bude ale také pracovat s frekvencemi integrovaného grafického jádra a L3 cache, které budou moci pracovat na rozličných frekvencích, které budou odpovídat právě zpracovávané úloze. To bude samozřejmě vyžadovat nejen podporu ze strany hardware, ale i software od samotného Intelu a také Microsoft se svými Windows 8.

Vypnutím nevyužívaných jednotek Intel dokázal snížit spotřebu procesoru ve stavu nečinnosti a zároveň snížit čas potřebný k přepínání mezi jednotlivými stavy, respektive zapnutím nebo vypnutím jednotek tak, aby uživatel v praxi nic nepoznal. Snad to bude fungovat lépe, než systém start-stop v případě moderních automobilů. Celková rychlost přepínání mezi stavy byla zvýšena o až 25%.
Intel proklamuje, že s novým Haswellem dosáhne v případě určitých úsporných profilů, mezi které patří tzv. S0xi stav, snížení spotřeby v klidu až 20krát oproti dosavadním architekturám. Podle všeho by právě tyto vlastnosti mohly zajistit Intelu místo v tabletech a mobilních telefonech, kde doposud kraluje architektura ARM. S0xi je kombinací stavu S0/S3/S4, což v praxi znamená spotřebu na úrovni stovek mW a umožňuje bez problémů přejít na plný výkon. Podle Intel je právě tohle cesta, jak razantně zvýšit životnost baterie v mobilních zařízeních a prodloužit tak dobu mezi jednotlivými nabíjeními. Je potřeba, aby software využívaný na platformách s architekturou Haswell byl také optimalizován. Společnost nicméně svým vlastním výzkumem zjistila, že většina současného software využije těchto vlastností Haswellu bez problému také.

Na druhé straně Intel vylepšil Turbo Boost technologii, která čipům na Haswellu poskytne širší rozmezí pro změnu frekvencí jednotlivých částí čipu. Vybalancování potřebné frekvence čipu a aktivních jednotek pro specifické aplikace je cestou, jak optimalizovat spotřebu a neomezovat se radikálně na výkonu. Na spotřebu hrají také další vlastnosti nové architektury, jako je návrh spojení mezi čipsetem a samotným CPU. Intel rovněž spolupracuje s výrobci, aby výsledkem zařízení s architekturou Haswell byla opravdu reálná úspora spotřeby a dosažení cílů, které jsou Haswell Intelem vymezeny. Optimalizací prošly také další součásti systému, jako jsou regulátory napájení a jiné controllery.

Intel pracuje na procesoru pro novou generaci ultrabooků s TDP na úrovni 10 W, který by měl svým výkonem být velmi podobný modelu Ivy Bridge s TDP 17 W. Výsledkem snad budou v podání renomovaných výrobců lehčí počítače s větší výdrží. Intel krom svého hardware a software sází také na spolupráci s Microsoftem a jeho Windows 8, které budou podporovat veškeré inovace v oblasti snižování spotřeby, jaké Haswell nabízí.