כנס Innovation 2023 הרשמי של אינטל בסן חוזה, קליפורניה – יצרנית השבבים מכריזה באופן רשמי על הדור הבא של מעבדיה אשר בנוי בצורה שונה דרמטית מכל מה שראינו עד כה. כל הפרטים כאן
בכתבה הטכנית הזאת ניתן להשתמש במערכת הניווט בתוכן העניינים על מנת לעבור בין הפרקים השונים שמתארים את רכיבי מטאור לייק והשיטות ליצור מעבד זה.
הקדמה
הגיע הזמן בשנה שבו אינטל מכריזה על טכנולוגיות חדשות בצורה מרוכזת והפעם זה קורה תחת קורת גג אחת. הוטסנו לכנס Innovation 2023 של אינטל בקליפורניה יחד עם עיתונאות מרחבי העולם על מנת להביא לכם חדשות טריות מהשטח ולהבין כיצד פועלת הארכיטקטורה החדשה והשונה משמעותית של אינטל.
היום באופן רשמי נפתחת הספירה לאחור לפני שארכיטקטורת "מטאור לייק" של אינטל מגיעה לשוק. הפעימה הראשונה מתבצעת בעולם המחשבים הניידים בדמות מעבדים בעלי מעטפת חום מופחתת בהשוואה למעבדי מחשבים שולחניים. דגמים ספציפיים ומחירים ימתינו לעתיד הקרוב. כעת זמן להתעסק בטכנולוגיה עצמה ולהבין את השינויים הגדולים שהתבצעו כאן. סדרת המעבדים הזאת תהיה הראשונה אשר תקרא Intel Core Ultra. אומרים שלום למותג הישן לטובת החדש כאשר ה-i עוזבת את אינטל. שם טיפוסי של מעבד יתחיל לדוגמה כ-Intel Core Ultra 7.
בדרך כלל הליך יצור של סיליקון עבור מעבד אינטל מתחיל ונגמר בפס יצור אחד, בליטוגרפיה אחת, ולרוב בפיסת סיליקון אחת. לעיתים ישנה פיסת סיליקון נוספת בעלת תפקיד אחד שמצטרפת על גבי לוח המעגל המודפס, אך לרוב לא מעבר לכך. דור מטאור לייק בא לשנות את זה, כנראה לעד. סדרת המעבדים הללו נותנת תשקיף לעתיד של אינטל כיצרנית שבבים.
עוברים לאריחים
הכירו את שיטת האריחים החדשה של אינטל. באמצעות השיטה הזאת, יכולה אינטל חבר רכיבים שונים אל רכיב אחד מרכזי וכך לקבל גמישות משמעותית בהרכבת מעבד. זה יכול אפילו להיעשות באמצעות שימוש בפיסות סיליקון שיצאו ממפעלים שונים לחלוטין.
מתחילים באריח החישוב, Compute Tile. האריח הזה אחראי על רוב פעולות העיבוד הכללי של מעבד מטאור לייק. הקונפיגורציה המלאה שלו מכילה שש ליבות Performance יחד עם שמונה ליבות Efficiency. ממש כמו מעבדי צמד הדורות הקודמים, ישנו שימוש בארכיטקטורה היברידית. מעבר הדור הזה מסמל גם זינוק בביצועי צמד סוגי הליבות הללו. אינטל שיפרה גם את ביצועי ה-P-Core וגם את ביצועי ה-E-Core בעידן מטאור לייק לעומת כח העיבוד שהיה מצוי בדורות הקודמים.
זהו אריח ה-SOC (ר"ת System on Chip) של מעבדי מטאור לייק. עמוד השדרה, הלב הפועם והשינוי הגדול באמת במעבדי מטאור לייק מתחיל לפני הכל באריח ה-SOC. תפקידו של האריח הזה הוא לבצע את כל תעבורת המידע אל המעבד ומחוצה לו. אריח ה-SOC מכיל מספר בקרים חשובים כאשר בניהם מנוע המולטימדיה של הליבה הגרפית, בקרי WiFi ו-Bluetooth וכמו כן גם ערוץ תקשורת המגשר בין הליבות אליו ואל הליבה הגרפית וזיכרון המערכת.
AI בכל מקום – גם כאן ובאופן רציני מאוד. ה-NPU (ר"ת Neural Processing Unit) הוא רכיב חומרה בעל נוכחות גדולה למדי במעבדי מטאור לייק החדשים של אינטל. הרכיב הזה הוא חלק מאריח ה-SOC.
הגישה למעבד ה-AI תעשה דרך רכיבים תוכנתיים כאלה ואחרים. ההאצות שהרכיב יספק מיועדות בעיקר לעבודה עם יצירת תוכן Generative AI או הרצה של אלגוריתמים ללמידת מכונה. יהיה מעניין לראות את השפעת הרכיב הזה על השוק ועל האופן בו מעבדי אינטל משמשים על יצירת תוכן או בניית תוכנה שנשענת על מודלים לימודיים.
עד כה אינטל לא כללה ליבות עיבוד כלליות בבקרים שכאלה. הפעם זה עומד להשתנות. התרגלתם לארכיטקטורה היברידית בעלת שני סוגי ליבה? תתחילה להתרגל לכזאת בעלת שלושה. אריח ה-SOC במעבדי מטאור לייק כעת מכל צמד ליבות יעילות במיוחד הנקראות Low Power E-Core.
למערכת בת שלושת ההילוכים הזאת קוראת אינטל 3D Performance Hybrid Architecture. הרעיון שמאחורי צעד שכזה הוא לדאוג שיהיו ליבות יעילות אפילו יותר בשביל לטפל בבקשות עדינות מצד המשתמש לצרכי עיבוד. עצם העובדה שמדובר בליבות עיבוד שאינן חלק מאריח העיבוד הראשי היא שלעיתים לא יהיה אפילו צורך להעיר את אריח העיבוד כלל. ניתן יהיה לתת לו לנוח בזמן שהמחשב מבצע פעולות דלות דרישת ביצועים. זה למעשה אחד מכלי הנשק החדשים של אינטל במלחמה על חיי סוללה ונצילות חשמלית.
אריח נוסף הינו אריח ה-IO (ר"ת Input Output) אשר אחראי על חיבוריות לצרכי נתונים בין המעבד לבין הפריפריה. כאן נמצא את בקר ה-PCI-Express לצד בקר Thunderbolt 4 ושאר רכיבי סיליקון שקשורים בעיקר בהעברת נתונים בין ממשקים פיזיים שונים לבין המעבד.
בעוד רק קיבלנו הכרזה על טכנולוגיית Thunderbolt 5 החדשה, כעת אנחנו זוכים לראות את Thunderbolt 4, שעדיין נחשב לממשק מאוד מהיר, כחלק קבוע בפלטפורמת מטאור לייק. כמובן שאיפשור הממשק הזה נמצא בתלות ביצרניות השונות ולכן כדאי לשים לב.
אחרון וחביב בהחלט נמצא אריח הגרפיקה. מותג ARC הפך לאחרונה למותג הגרפיקה המתקדמת של אינטל ומעבדי מטאור לייק החדשים הולכים להציג ליבה גרפית עסיסית במיוחד אשר מגיעה כאריח גרפיקה. הקונפיגורציה שנמצאת כאן צפויה להיות דומה לזאת שאפשר למצוא בכרטיסי מסך דוגמת ה-ARC A380 של אינטל, יחד עם כל הטכנולוגיות שמגיעות עם מוצר שכזה כמו האצות וידאו מתקדמות וכמובן היכולת לרנדר תלת מימד בצורה טובה משמעותית מאשר בעבר. כמה טובה?
גרפיקה חכמה יותר
אינטל טוענת שנעשה שיפור של עד פי שניים בביצועים לוואט ביחס לליבה הגרפית שהכרנו בדורות 12 ו-13. זה קורה בשל השימוש בארכיטקטורה משופרת המבוססת על Xe LPG. זו ארכיטקטורה שעוצבה במיוחד בשביל להעניק גרפיקה ביעילות חשמלית גבוהה עבור השוק הזה.
באופן שונה מליבה גרפית סטנדרטית, אינטל החליטה שאריח הגרפיקה לא יהיה זה שיסחוב עליו את כל הבקרים החשובים של ההאצות השונות. כתוצאה מכך, אריח ה-SOC מכיל את מנוע המדיה להאצות חומרה של וידאו, כמו גם את מנוע התצוגה שמטרתו היא להעביר את האות אל המסך. אריח ה-IO מקבל את מעבד התמונה עצמו.
כתוצאה מחלוקת התפקידים הזאת, איזור החניה של הליבה הגרפית אל אריח ה-SOC נשאר נקי. זה נותן לאינטל לשחק בצורה הרבה יותר פשוטה וגמישה בעוצמות הגרפיות לפי הרכבי המעבדים הגרפיים השונים, תוך כדי שמירה על אחידות בנוגע להאצות הוידאו השונות והחיבור למסכים. צעד מאוד מעניין.
האצות וידאו הן חלק חשוב ולעיתים אפילו קריטי כשזה מגיע לבחירת מעבד. נכון להיום, עולם מעבדי ה-x86 נהנה מהאצת וידאו שכזאת אך ורק עם הליבות הגרפיות של אינטל, בין אם מובנות או ככרטיס מסך. חלק גדול מהמצלמות המודרניות מסוגלות לצלם בעומק צבע של 10BIT עם כרומת צבע 4:2:0 או 4:2:2 תחת מקודד HEVC וזה דבר שמקבל האצה בזכות מנוע האצת הוידאו החדש של אינטל. חשוב לציין שההאצות הללו קיימות גם בליבות Xe של אינטל בדור ה-12 וה-13.
ישנו הליך חדש של חסכון בחשמל בשימוש הליבה הגרפית החדשה במעבדי מטאוק לייק. ככל שמסך נשאר במצב יותר סטטי, כך ישנו פחות צורך בעיבוד של תמונות חדשות מצד המעבד. בתוצאה מכך, אלגוריתם חדש מאפשר חסכון בחשמל מצד הליבה הגרפית ומנוע התצוגה. זה צעד נוסף להארכת חיי הסוללה של מחשבים ניידים עם מטאור לייק.
כיאה לליבה גרפית שמתפארת בטכנולוגיות חדשות, גרפיקה דרך מעבדי מטאור לייק תקבל את התמיכה בתקנים המתקדמים של HDMI 2.1 ו-DisplayPort 2.1, דבר שיאפשר חיבור של צגים בעלי רזולוציות גבוהות ותדרי רענון גבוהים גם כן.
זו דיאגרמת הרכב הליבה הגרפית החדשה במעבדי מטאור לייק, לפחות בקונפיגורציה מלאה כפי שתופיע במעבדים המתקדמים. ישנן שמונה ליבות Xe וגם הכללה של מעבדי עקיבת קרניים, RayTracing. בגדול מדובר בגרסה מופחתת צריכת חשמל של ה-ARC A380 ברמת החומרה. ההבדלים הגדולים בין השניים הם בעיקר תדרי פעולה שונים ושימוש בזיכרון GDDR6 מהיר במיוחד בכרטיס המסך לעומת הליבה הגרפית במעבד. בכל זאת, מאוד מכובד עבור ליבה גרפית שמוטמעת במעבד.
בסדרה של מבחנים פנימיים אינטל מבטיחה תוצאות. ההבטחה היא להפוך מעבד גרפי שמספיק בקושי למשחקים ותוכנות מסוימות, לאחד שיכול להספיק בהחלט להיצע גדול משמעותית של משחקים ופעולות שונות שדורשות מעבד גרפי זריז.
תהליך יצור? כמה תהליכי יצור?
כיצרנית שבבים, לאינטל כיום יש גישה להיצע של פסי יצור שונים בעלי עלות שונה, זמינות שונה ומורכבות שונה. נכון להיום תהליך היצור Intel 7 הוא זה שבו נעשה שימוש נרחב, אמנם הוא לא היחיד. לפניו יש את תהליך Intel 10 וכעת מייצרת אינטל סיליקון בתהליך Intel 4 החדש שלה. בעתיד הקרוב נראה גם את תהליך היצור Intel 3 מצטרף כאופציה ליצירת אריחם.
טכנולוגיית FOVEROS Advantage החדשה של אינטל היא זאת שמאפשרת מצע לחיבוריות בין האריחים השונים. לאלו שתוהים – חיבור של צמד פיסות סיליקון באותו השבב מפחית באופן משמעותי את כמות הזמן שבו עובר מידע בין השבבים השונים. המטעת האריחים וחיבורם דרך לוח המעגל המודפס היה מביא לשבב שונה משמעותית. אינטל לא רצתה בכך, ולכן בנתה מעבד מודולרי שצריך להרגיש כמו מעבד שהופק בחתיכה אחת.
חלק גדול ביכולת לחבר אריחים שונים בשביל ליצור מעבד הוא העובדה שאין צורך לתפוס משאבים יקרים היכן שלא נדרשות תכונות מיוחדות עבור אותה פיסת הסיליקון. לדוגמה – אריח העיבוד זקוק לתדרי עבודה גבוהים במיוחד ולטרנזיסטורים בדחיסות גבוה ולכן יקבל את תהליך היצור המתקדם ביותר שאינטל יכולה לתת לו או שזמין עבורה. בשונה מכך, אריח כמו ה-IO למשל יוכל להיות מיוצר בתהליך קודם או אפילו אחד נוסף אחורנית ומבחינת פעולה יפעל בצורה מושלמת ובלי פשרות טכנולוגיות.
הגמישות הזאת היא מה שמעניק לאינטל את היכולת להפעיל כמה פסי יצור במקביל תוך כדי עבודה על פסי יצור חדשים בליטוגרפיות עתידיות. כך יצור מעבדים תמיד יוכל להיות קיים, תמיד להשתמש במשאבים קיימים גם אם יש התפתחויות או האטות בלתי צפויות במפעל כזה או אחר, בטכנולוגיה כזאת או אחרת.
כדי להרחיק ולתת דוגמה נוספת – אינטל יכולה (וגם עושה) ליצר את הליבה הגרפית במפעל חיצוני, כזה שלא בכלל ברשותה, לקבל אותו ועדיין להטמיע אותו בצורה מושלמת כחלק מהמעבד. זה יתרון גדול בהשוואה לשיטות הקודמות ליצור מעבדים. יש לכך השלכות שוק גדולות.
נכון לעת הזאת אנחנו יודעים שתהליך היצור החדש של אינטל נועד למעבדי המטאור לייק, והם מעבדים לעולם המחשבים הניידים בעיקר. מדובר במעבדים שאנחנו צפויים לראות בטווחי מעטפת חום של בין 15W ל-45W. אי אפשר שלא לתהות מתי הטכנולוגיה הזאת תגיע לעולם המעבדים השולחניים. סביר להניח שזה לא יאחר לקרות.
השינוי גדול ביותר ב-40 השנים האחרונות
שינויים גדולים בשוק מצריכים צעדים גדולים ונראה כי אינטל מבינה זאת. ההצהרה הזאת של השינוי המשמעותי ביותר בשבב ב-40 השנים האחרונות נשמע גרנדיוזי, אך אנו מסכימים איתו. יש הרבה טכנולוגיות חדשות שצריכות לעבוד יחד בהרמוניה מאוד עדינה. הכתבה הזאת היא רק טעימה מחלק מהדברים עליהם אינטל עבדה עבור מטאור לייק.
טרם ראינו מבחני ביצועים והשוואות ישירות של יעילות חשמלית מול הדורות הקודמים. זה יקרה בשבועות ובחודשים הקרובים.
באופן שלא יפתיע קוראינו המתמידים, רבים מהאנשים אשר שקדו על פלטפורמת מטאור לייק הם כאן בצוותי אינטל ישראל. עבורנו זאת כמובן גאווה מקומית, בכך שצוותים ישראליים ממשיכים להוביל את טכנולוגיות אינטל החשובות בעולם ולהוות דוגמה לעבודה איכותית וחדשנות. אפשר להגיד שאנחנו אוהבים לטפוח לעצמנו על השכם, אבל באופן קבוע אנחנו רואים את הצוותים המקומיים עושים צעדים טכנולוגים מאוד מרשימים.
השארו מעודכנים בעוד נביא בפניכם תוכן נוסף הודות פלטפורמת מטאור לייק החדשה ושאר עדכונים מתערוכת Innovation 2023 של אינטל מקליפורניה!
