Intel revela núcleo Gracemont eficiente que supera Skylake

No Architecture Day, a Intel revelou o núcleo do processador Gracemont de baixo consumo de energia, destinado ao uso nos próximos processadores Alder Lake junto com os núcleos Golden Cove (E-core). Apesar do fato de que Gracemont é o seguidor ideológico dos processadores Atom, a Intel promete que o novo núcleo irá superar significativamente o Skylake em termos de desempenho por watt.

Conforme observado durante a palestra, os kernels da Gracemont foram desenvolvidos pela empresa com o objetivo de atingir o desempenho máximo de multithread. Eles não suportam a tecnologia Hyper-Threading, mas devido à sua simplicidade interna, são relativamente pequenos e podem ser adicionados aos processadores modernos em grupos de quatro, que ocupam aproximadamente a mesma área em um molde de silício que um núcleo produtivo Golden Cove.

Junto com isso, a Intel chama a Gracemont de sua microarquitetura de maior eficiência energética e indica que os núcleos baseados nela são capazes de operar em uma ampla gama de frequências de clock. Presume-se que, no estado normal, a Gracemont funcionará com uma tensão de alimentação reduzida em modo de baixo consumo, mas sob cargas exigentes eles serão capazes de aumentar significativamente seu desempenho.

A Intel estima que o desempenho de thread único da Gracemont com o mesmo consumo de energia supera o desempenho do Skylake em 40%. Por outro lado, com o mesmo desempenho, o núcleo Gracemont acaba sendo 40% mais econômico do que o núcleo Skylake.

Além disso, no caso de uma carga de quatro threads, quatro núcleos Gracemont ultrapassam dois núcleos Skylake com Hyper-Threading em cerca de 80%, enquanto demonstram menor consumo e dissipação de calor.

Esses resultados foram alcançados devido a uma série de mudanças na microarquitetura. Na história central, os representantes da empresa destacaram a previsão aprimorada do ramo; aumento de cache de até 64 Kbytes para instruções de primeiro nível (não há cache micro-op no Gracemont), dois blocos independentes de três decodificadores para ramificações de código independentes; um buffer de reordenação de instruções para 256 entradas e 17 portas de execução simples (das quais 4 ALUs e 4 AGUs). No entanto, a organização interna do kernel Gracemont é tal que em uma base permanente ele não pode executar mais de 5 instruções por ciclo de clock – o tempo é limitado pelas capacidades do pipeline de execução para colocar instruções no escalonador. No entanto, em algumas situações, o ritmo pode aumentar por um curto período de tempo devido ao amplo domínio executivo.

O cache compartilhado L2 da Gracemont é de até 4 MB por cluster quad-core. Ao contrário dos núcleos Intel com baixo consumo de energia anteriores, Gracemont também inclui suporte para extensões AVX, junto com novas extensões para oferecer suporte a operações inteiras de IA.

A microarquitetura dos núcleos da Gracemont encontrará aplicação nos processadores clientes Alder Lake, que serão fabricados com a tecnologia de processo Intel 7 (10nm) e serão lançados no quarto trimestre de 2021.