A Intel falou sobre a microarquitetura Tremont – a parte de baixo consumo de energia dos processadores Lakefield

Hoje, a Intel anunciou detalhes sobre a nova microarquitetura Tremont, que visa ser usada em soluções promissoras em eficiência energética da empresa. Isso significa que Tremont pode ser considerado uma continuação adicional das microarquiteturas usadas nos processadores da classe Atom. No entanto, agora é principalmente a questão do fato de que os núcleos Tremont de 10 nm e Sunny Cove serão usados ​​em Lakefield – processadores híbridos inovadores que serão produzidos usando a tecnologia de layout 3D de múltiplos chips da Foveros e conterão simultaneamente diferentes tipos de núcleos de computação.
  
Informações sobre os núcleos dos processadores Tremont foram divulgadas na Linley Fall Processor Conference. Anteriormente, a Intel já falava casualmente sobre essa microarquitetura no início do ano, quando falava sobre seus planos para Lakefield, mas até hoje não tínhamos informações detalhadas sobre os recursos de Tremont. Sabia-se apenas que Lakefield terá à sua disposição um núcleo rápido Sunny Cove (os mesmos núcleos usam processadores Ice Lake) e quatro núcleos Tremont com eficiência energética, que no total nos permitirão construir uma plataforma flexível, produtiva e econômica.
Um novo lote de informações técnicas confirma tudo isso. Além disso, agora podemos dizer com confiança que a microarquitetura Tremont se afastou da microarquitetura Intel Goldmont Plus anterior, com uso eficiente de energia, que é usada, por exemplo, nos modernos processadores Pentium Silver e Celeron Silver, está muito à frente e os promissores processadores Lakefield não podem ser considerados um híbrido de Ice Lake e Atom – é outra coisa e, obviamente, melhor. Não é de surpreender que a Microsoft tenha demonstrado grande interesse em Lakefield, que pretende usar esses chips em seus dispositivos portáteis de tela dupla Surface Neo – eles deverão ser lançados no mercado em 2020.
Especificações detalhadas, como frequências, tamanhos de cache, etc. para os processadores Lakefield permanecem desconhecidos. Hoje, estamos falando apenas dos princípios de operação de uma de suas partes constituintes – os núcleos Tremont, que além de Lakefield podem ser encontrados no futuro em muitas aplicações diferentes: em PCs de baixo custo e com baixo consumo de energia, por exemplo, em Chromebooks ou sistemas NUC, em equipamentos de rede, na Internet de dispositivos e assim por diante Espera-se que os núcleos Tremont estejam entre 0,5 e 2,0 watts, enquanto oferecerão uma média de desempenho 30% melhor por clock (IPC) em comparação com o Goldmont Plus (de acordo com os benchmarks SPECint e SPECfp). Além disso, em alguns casos, a vantagem da microarquitetura Tremont chega a 80%.
  
Anteriormente, acreditava-se que o conceito de Lakefield era algo semelhante ao ARM big.LITTLE, quando núcleos produtivos e eficientes em energia são combinados em um chip, alternadamente conectados ao trabalho, dependendo da carga. Agora ficou claro que a ideia da Intel é que as tarefas em segundo plano sejam tratadas por núcleos Tremont com eficiência energética, enquanto as cargas em primeiro plano serão enviadas para o poderoso núcleo de Sunny Cove.
  
Ao mesmo tempo, devido a um aumento significativo na produtividade específica de Tremont, os processadores Lakefield devem ser muito mais rápidos como um todo em comparação com as soluções modernas da classe Atom. De acordo com a Intel, os novos núcleos com eficiência de energia são seriamente otimizados para operação com thread único e seu desempenho por watt é realmente comparável ao desempenho do Sunny Cove.
  
Como no caso da microarquitetura Goldmont Plus, a configuração base do Tremont será um layout de quatro núcleos, que usará um único cache L2 compartilhado com capacidade de 1,5 a 4,5 MB, dependendo do aplicativo. Além disso, os processadores também podem ser equipados com um cache L3 adicional, se necessário em um caso específico. Os núcleos Tremont receberam uma previsão de transição emprestada dos processadores Core e dois (e não um, como antes) decodificadores independentes, capazes de decodificar três instruções em paralelo e trabalhar com diferentes ramificações de código. O design do processador não fornece um cache de microoperações e o despachante foi projetado para receber quatro microoperações por ciclo. O processador suporta execução extraordinária de comandos, o buffer de reordenação é projetado para 208 instruções (contra 95 no Goldmont Plus).
  
O número de portos executivos aumentou de seis para oito. Duas portas são responsáveis ​​pela operação de unidades de geração de endereços (AGUs), três pelo trabalho com unidades lógicas aritméticas (ALUs), uma porta para transições e uma para armazenamento de dados. As ALUs Tremont não são universais, são divididas por função e, aparentemente, não são tão produtivas quanto as ALUs nos processadores Core. Existem três portas no bloco de operações de ponto flutuante: duas são responsáveis ​​pela adição e multiplicação / divisão e a terceira é pelo armazenamento de dados. O trabalho com vetores de 128 bits através das instruções SIMD e AES é suportado. Operações de 256 bits não são suportadas. A Intel também promete adicionar tecnologias de segurança proprietárias ao Tremont, como criptografia de memória e tecnologia Speed ​​Shift.
Em geral, a microarquitetura Tremont parece pelo menos intrigante. No entanto, a Intel ainda não divulgou planos detalhados e não sabemos quando esses núcleos começarão a ser usados ​​ativamente em dispositivos seriais. Além disso, como vimos em Ice Lake, um aumento significativo no IPC não se traduz necessariamente em um aumento no desempenho dos processadores finais; portanto, no momento ainda temos muitas perguntas. .