Intel revela a arquitetura dos processadores Alder Lake e explica como eles funcionarão

Os detalhes foram revelados hoje em um evento especial do Intel Architecture Day sobre a arquitetura dos processadores Alder Lake, que será lançado neste outono. Eles serão os primeiros portadores de massa da arquitetura híbrida e serão baseados nos núcleos heterogêneos Gracemont e Golden Cove, que serão distribuídos de forma inteligente pela tecnologia Intel Thread Director. As versões mais antigas do Alder Lake receberão até 16 núcleos e até 24 threads, bem como suporte para memória DDR5 e barramento PCI Express 5.0.

De acordo com a informação divulgada, os processadores Alder Lake para desktop terão à sua disposição 8 núcleos Golden Cove produtivos e dois clusters quad-core com núcleos Gracemont de baixo consumo de energia. Assim, as versões de desktop mais antigas do Alder Lake terão 16 núcleos, que no total serão capazes de executar 24 threads, já que a tecnologia Hyper-Threading é suportada apenas nos núcleos Golden Cove. Além disso, os processadores Alder Lake de 16 núcleos adicionarão uma memória cache de terceiro nível de 30 MB com uma política de inclusão que muda dinamicamente dependendo da carga.

A Intel implementou uma tecnologia especial Thread Director para gerenciar o carregamento de núcleos heterogêneos em Alder Lake durante a operação. Esta solução de hardware coleta dados de telemetria em tempo real sobre o estado de todos os núcleos e as instruções que eles executam, e envia as informações do agendador do SO sobre a possibilidade de mover threads entre núcleos de diferentes tipos. Devido ao fato de que Thread Director é uma tecnologia dinâmica e adaptável, sua eficiência é claramente maior do que qualquer algoritmo baseado em regras semelhantes.

A tarefa do Thread Director é mover, em tempo hábil, threads de uso intensivo de recursos que são essenciais para a velocidade de execução e threads que usam comandos de vetor para núcleos produtivos. Ao mesmo tempo, threads ou tarefas em segundo plano que não impõem requisitos de capacidade de resposta da CPU serão transferidos para núcleos de baixo consumo de energia. Junto com isso, a Intel está preparando extensões para as bibliotecas PowerThrottling API, que permitirão aos desenvolvedores de software especificar manualmente as prioridades de thread e indicar a possibilidade de redirecionamento para núcleos de baixo consumo de energia. A empresa também menciona uma otimização especial para a arquitetura híbrida Alder Lake do agendador do Windows 11, embora a tecnologia Thread Director seja capaz de funcionar com outros sistemas operacionais, incluindo Windows 10, ChromeOS e Linux.

Os processadores Alder Lake para desktop exigirão novas placas-mãe com soquete LGA 1700 – neste caso, isso se deve ao surgimento de suporte para novos tipos de memória e interfaces externas. Além de DDR4-3200, Alder Lake para desktop será compatível com a nova memória DDR5 até DDR5-4800. Ao mesmo tempo, o controlador PCIe integrado ao processador irá, pela primeira vez em um PC, suportar 16 pistas PCIe 5.0 para conectar uma placa de vídeo e 4 pistas PCIe 4.0 adicionais para uma unidade de estado sólido. Lembre-se de que o PCIe 5.0 fornece 2x a largura de banda em relação ao PCIe 4.0.

Além disso, os processadores Alder Lake para desktop fornecem um núcleo gráfico integrado na arquitetura Xe-LP, construído usando 32 unidades de execução (como no Rocket Lake).

Os blocos funcionais na estrutura dos processadores Alder Lake são conectados por um novo barramento interno com uma largura de banda total de até 1 TB / s. Este barramento aloca largura de banda de 100 GB / s por núcleo ou cluster e fornece comunicação entre núcleos de alta velocidade via cache L3. Ele fornece controle de frequência dinâmico, além de roteamento flexível com prioridade em favor da redução da latência.

Além dos processadores Alder Lake para desktop, a Intel prometeu lançar modificações móveis BGA desses chips com um conjunto ligeiramente diferente de unidades estruturais e menor consumo de energia. Uma configuração móvel típica terá seis núcleos Golden Cove e oito núcleos Gracemont. O núcleo gráfico Xe-LP nesta versão terá 96 unidades de execução e o cache L3 terá 24 MB. Na versão ultramóvel, o número de núcleos produtivos Golden Cove será reduzido ainda mais para dois, e o cache L3 será reduzido para 12 MB.

As versões móveis Alder Lake, além de DDR4-3200 e DDR5-4800, receberão suporte para memória LPDDR4x-4266 e LPDDR5-5200 com eficiência energética, e também terão controladores Thunderbolt 4 integrados e um coprocessador IPU para processamento de streaming de vídeo.

Os processadores Alder Lake serão fabricados com a tecnologia de processo Intel 7 (anteriormente 10nm Enhanced SuperFin) e serão as ofertas de melhor desempenho da empresa, de acordo com a Intel. A escalabilidade da arquitetura permitirá que eles se encaixem em todos os tipos de PCs – de laptops ultraportáteis a sistemas para entusiastas. O pacote térmico de várias modificações estará na faixa de 9 a 125 W.