Energooszczędne procesory Intel Haswell ULT - tajemnice architektury ujawnione

O nowym procesorze Intel Haswell ULT wykonanym w procesie 22 nm, który ma mieć premierę latem 2013 roku, dotąd wiedzieliśmy niewiele. Intel zdaje sobie sprawę, że w kategorii energooszczędności ma poważnego rywala - architekturę ARM. Dlatego nowy układ będzie znacząco różnił się od zwykłych procesorów Intel Haswell. Oto szczegóły jego konstrukcji.

Energooszczędna wersja czwartej generacji procesorów Core będzie mogła pochwalić się znacząco zredukowanym TDP do poziomu 10 W i niższego. Wspominaliśmy o tym przy okazji doniesień z konferencji IDF 2012 w San Francisco.

Druga ważna cecha Intel Haswell ULT to uproszczona konstrukcja platformy. Wyeliminowano z niej klasyczny mostek południowy, przenosząc go do wewnątrz obudowy procesora. W efekcie otrzymano coś co można określić mianem bardzo wydajnej jednostki typu SoC (System-on-chip).

Czy stawi ona czoła zalewowi kolejnych generacji układów Tegra, Snapdragonom i innym, którym nie wystarcza już dominacja na rynku smartfonów i tabletów? Na odpowiedź jeszcze musimy poczekać. Tymczasem, dzięki informacjom, jakie niedawno trafiły do sieci, wyjaśniamy, jak udało się Intelowi tak mocno zredukować pobór energii.

Porównanie budowy Intel Haswell i Haswell ULT.

Przede wszystkim Intel w układach Haswell ULT zastosował dodatkowe stany wyłączenia procesora C8, C9 i C10 (tak zwane C-States). Po ich aktywowaniu pobór energii można obniżyć prawie do zera. W stanach C9/C10 napięcie zasilania zostaje obniżone do poziomu 0V.

Udało się również zaimplementować nowy zegar bazowy (BClk), który wykorzystywany jest przez magistrale systemowe oraz przy niskopoziomowej komunikacji. W Intel Haswell może on tykać z częstotliwością jedynie 24 MHz (a procesor 192 MHz) w momencie przełączenia procesora w najwyższy stan uśpienia. Gdy procesor opuści najwyższy stopień uśpienia, przywrócona zostanie standardowa , 100 MHz, częstotliwość zegara bazowego.

Na efektywniejsze zarządzanie energią wpłynęły także zmiany konstrukcyjne. Najważniejsza to przeniesienie układu PCH (Platform Controller Hub, utożsamiany z mostkiem południowym) do wnętrza procesora. Intel taką konstrukcję określa mianem MCM (wielochipowy moduł).

Ta zmiana pociągnęła za sobą wprowadzenie nowego sposobu komunikacji pomiędzy PCH i właściwym CPU. Zamiast dotychczasowej magistrali komunikacyjnej DMI 2 (Direct Media Interface), która łączyła procesor i mostek południowy, wewnątrz Intel Haswell ULT zastosowano połączenie nazwane OPIx8. Jest ono dwa razy wydajniejsze niż dotychczasowe łącza.

Zadania jakie pełni chipset Lynx Point LP wewnątrz procesora Intel Haswell ULT.

W obudowie procesora Intel Haswell ULT znalazły się również kontrolery dźwięku HD, SDIO, UART, USB (2.0 i 3.0), SATA oraz pamięci flash. Chipset Lynx Point-LP i właściwe CPU dysponują wspólnym systemem kontroli termicznej. Zmiany w funkcjonalności procesora znajdują odzwierciedlenie w rolach, jakie pełnią piny jego obudowy, a także skutkują znacznym uproszczeniem platformy (mniej dodatkowych układów). 

Koszt, jaki konstrukcja Intel Haswell ULT musiała zaplacić za energooszczędność, to całkowity brak możliwości podkręcania. Usunięto obsługę trybu SATA IDE, brak także wsparcia dla technologii PCIe 3.0. Niepotrzebne stały się również kontrolery DMI/FDI/PECI oraz DMA. Brak obsługi wyjścia VGA chyba nikogo nie zasmuci.

Porty obsługiwane przez chipsety dla Ivy Bridge, Haswell i Haswell ULT.

W tym miejscu warto podkreślić, że Intel Haswell ULT to kodowa nazwa energooszczędnego procesora, który ma trafić do tych urządzeń, gdzie nie można pozwolić sobie na kompromis pomiędzy energooszczędnością i wydajnością obliczeniową. Osoby stawiające przede wszystkim na wydajność, gracze i entuzjaści podkręcania będą mieli do dyspozycji zwykłe procesory Intel Haswell.

Podobnie jak dotychczasowe generacje układów Intel Core, będą one współpracowały z zewnętrznymi chipsetami (w przypadku Intel Haswell noszą one nazwę kodową Lynx Point). W przypadku tych procesorów Intel zapowiada 10% wzrost wydajności względem poprzedników.

Intel Haswell ULT zagości zapewne w kolejnej generacji ultrabooków z Windows 8. A w jakich urządzeniach jeszcze? Przypomnijmy sobie wypowiedź Paula Otteliniego dotyczącą platformy ARM. Działania Intela w kierunku opracowania bardzo wydajnego układu SoC, każą nam rozumieć tę wypowiedź nie jako dezaprobatę dla architektury ARM, a raczej dla faktu, że to właśnie ta architektura znajduje się w większości ultramobilnych urządzeń. Wiadomo, że słowa krytyki nie wywrą większego wrażenia na konkurencji. Tu trzeba konkretnych rozwiązań i działań. A więc Intel działa.

Źródło: wccftech, expreview