V květnu, během konání veletrhu Computex na Tchaj-wanu, společnost Intel představila novou generaci architektury Core Ultra 200V, známou pod kódovým označením Lunar Lake. Tato nová architektura je navržena s cílem nabídnout konkurenceschopný výkon, a to s důrazem na minimalizaci spotřeby energie, což je klíčové pro tenké a kompaktní notebooky. Vzhledem k tomu, že procesor Snapdragon X Elite od Qualcommu, založený na architektuře ARM, se již etabloval v ekosystému Windows PC a poutá pozornost svým energetickým přínosem, je na čase detailněji prozkoumat architekturu Intel Lunar Lake a zjistit, jak byla optimalizována pro dosažení vyšší efektivity.
Architektura Intel Lunar Lake
S architekturou Meteor Lake Intel v minulém roce opustil svou tradiční monolitickou konstrukci a přešel na design čipů založený na principu dlaždic (tiles). Lunar Lake tento koncept posouvá ještě dále. Na rozdíl od Meteor Lake, kde dlaždice pro výpočetní operace obsahovala pouze CPU a cache, Lunar Lake integruje do této dlaždice také GPU a NPU.
To znamená, že výpočetní dlaždice je dominantní částí čipu a navíc je letos vyráběna za použití procesu TSMC N3B. I když proces N3B nedosahuje výtěžnosti nejnovějšího a výrazně vylepšeného uzlu N3E, Intel se konečně vzdaluje od svých interních výrobních procesů a přechází k pokročilé 3nm technologii TSMC, což je významný krok vpřed.
Dlaždice pro řízení platformy, která zajišťuje I/O a konektivitu, je vyrobena pomocí 6nm procesu TSMC (N6), podobně jako u Meteor Lake z loňského roku. Jedná se o první případ, kdy Intel navrhuje procesor, který je následně vyráběn společností TSMC. Finálně Intel integruje celý čipový set prostřednictvím své vlastní technologie Foveros 3D.
Zdroj obrázku: Intel
Intel navíc přesouvá paměť přímo na procesorový balíček. To znamená, že sjednocená paměť, podobně jako u čipů Apple řady M, bude dostupná i u čipů Lunar Lake. Na balíčku je k dispozici LPDDR5X-8533 RAM s kapacitou 16 GB nebo 32 GB.
Celkově architektura Lunar Lake prošla významnými inovacemi. CPU, GPU, NPU a cache jsou nyní součástí jedné výpočetní dlaždice a vyrábějí se 3nm procesem TSMC (N3B), což by mělo vést k výraznému zvýšení efektivity. Paměť je integrována přímo na SoC, což má za cíl snížit spotřebu energie a zlepšit propustnost paměti.
Během prezentace na Computexu Michelle Holthaus, výkonná viceprezidentka a generální manažerka společnosti Intel, prohlásila: „Zbouráme mýtus, že [x86] nemůže být tak efektivní.“ Intel tvrdí, že procesory Lunar Lake, založené na architektuře x86, dosáhnou snížení spotřeby energie až o úctyhodných 40 %.
Zdá se, že Intel dělá všechny správné kroky k dosažení vyšší efektivity s procesory Lunar Lake. Nyní se podívejme na nové procesorové jádra této generace.
Procesor Intel Lunar Lake
Lunar Lake bude obsahovat 8 procesorových jader – 4 výkonná (P) jádra s označením Lion Cove a 4 efektivní (E) jádra s označením Skymont. Jak už bylo zmíněno, CPU je součástí výpočetní dlaždice. Intel udává, že P-jádro Lion Cove u Lunar Lake dosahuje 14% nárůst IPC (instrukcí za cyklus) ve srovnání s P-jádrem Redwood Cove z Meteor Lake.
Zdroj obrázku: Intel via YouTube
Intel tentokrát udělal významnou změnu. Po více než dvaceti letech zcela odstranil SMT (Simultaneous Multi-threading) ze svých procesorů. SMT, známé také jako HyperThreading, umožňuje jádru zpracovávat dva úkoly paralelně. Intel tvrdí, že odstranění SMT napomáhá zlepšit výkon na watt o 5 %.
Jako kompenzaci za absenci HyperThreadingu Intel uvádí, že procesory Lunar Lake jsou schopné zpracovat více instrukcí za cyklus, než aby se spoléhaly na paralelní zpracování. To umožňuje procesoru dosahovat lepšího výkonu v jednovláknových úlohách.
Zdroj obrázku: Intel via YouTube
Pokud jde o E-jádro, Skymont považuji za klíčový prvek procesorů Lunar Lake. Intel deklaruje, že Skymont nabízí úžasné 68% zlepšení IPC oproti E-jádru Crestmont z Meteor Lake. Čtyřjádrový klastr Skymont zůstává oddělen v tzv. ‚Low Power Island‘ od P-jádrového klastru a má přístup k vlastní L3 cache.
Skymont tak vyžaduje třetinovou spotřebu energie k dosažení špičkového výkonu Crestmont. Celkově tedy Skymont nabízí dvojnásobný výkon oproti jádru Crestmont v jednovláknových úlohách.
Zdroj obrázku: Intel via YouTube
Navíc Intel zavedl u Lunar Lake granularitu do zvyšování taktovací frekvence. Namísto navyšování frekvence o 100 MHz, což spotřebovává více energie, architektura Lunar Lake je schopna zvýšit frekvenci o 16,67 MHz, aby lépe řídila energetický rozpočet jakékoliv úlohy.
Snížený interval frekvence povede k nižší spotřebě energie. Celkově Intel tvrdí, že CPU Lunar Lake může dosáhnout jednovláknového výkonu srovnatelného s Meteor Lake při poloviční spotřebě energie, což je velmi působivé.
Únik Geekbench skóre Lunar Lake (únik)
Přestože se očekává, že Lunar Lake bude uveden na trh 3. září, několik výsledků z Geekbench již uniklo. Při testování nejslabší varianty (Core Ultra 5 228V) dosáhl osmijádrový procesor 2 530 bodů v jednovláknovém testu a 9 875 bodů ve vícevláknovém testu. Tato verze má frekvenci až 4,5 GHz s TDP 17 W (maximální turbo výkon 30 W).
Nejvýkonnější varianta (Core Ultra 9 288V) Lunar Lake dosáhla skóre 2 790 bodů v jednovláknovém testu a 11 048 bodů ve vícevláknovém testu. V některých dalších testech dokonce překonala hranici 2 900 bodů v jednovláknových úlohách. Tato verze má frekvenci až 5,1 GHz a TDP 30 W.
Intel Lunar Lake: Nové GPU Xe2
Integrované GPU v Lunar Lake je založeno na grafické architektuře Battlemage a disponuje 8 jádry Intel Xe druhé generace. Dále obsahuje 8 jednotek pro ray tracing, což zlepšuje herní výkon a real-time ray tracing. Pro úkoly umělé inteligence zvládne nové GPU Lunar Lake samo o sobě provádět 67 bilionů operací za sekundu (TOPS). Je to opravdu působivé.
Zdroj obrázku: Intel via YouTube
V porovnání s GPU z Meteor Lake je GPU Lunar Lake 1,5x rychlejší a nabízí také AI-řízený upscaling pomocí XeSS. Její zobrazovací engine zvládne tři 4K HDR obrazovky při 60 Hz a jednu 8K HDR obrazovku při 60 Hz. Procesory Lunar Lake navíc podporují kódování a dekódování AV1.
Intel Lunar Lake NPU
O NPU v Meteor Lake, které dosahovalo pouze 10 TOPS, se mluvilo jako o slabém prvku. Avšak s Lunar Lake se Intel zaměřuje na podporu řady počítačů Copilot+ pro lokální úkoly umělé inteligence. Nové NPU 4 v Lunar Lake dokáže provést až 48 TOPS, což překračuje hranici 40 TOPS pro počítače Copilot+, stanovenou společností Microsoft.
Zdroj obrázku: Intel via YouTube
Celkově s ohledem na všechny výpočetní jednotky dokáže procesor zpracovat až 120 TOPS. GPU zvládne až 67 TOPS, CPU až 5 TOPS a NPU až 48 TOPS – celkem 120 TOPS. To dokonce překonává celkovou výpočetní schopnost 75 TOPS Snapdragon X Elite od Qualcommu. Je důležité zmínit, že číslo TOPS je založeno na datovém typu INT8.
Intel Lunar Lake: Únik SKUs
Níže naleznete seznam uniklých SKUs procesorů Core Ultra, založených na architektuře Lunar Lake. Existuje devět různých variant, všechny s osmi jádry procesoru. Rozdílnosti spočívají v kapacitě paměti, frekvencích CPU/GPU a výkonu NPU.
| Lunar Lake SKUs | Jádra/Vlákna | Paměť | Max. frekvence CPU | Max. frekvence GPU | NPU (TOPS) | TDP Rozsah |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Core Ultra 9 288V | 8C/8T | 32 GB | 5.1 GHz | 2.05 GHz | 48 | 30W – 30W |
| Core Ultra 7 268V | 8C/8T | 32 GB | 5.0 GHz | 2.00 GHz | 48 | 17W – 30W |
| Core Ultra 7 266V | 8C/8T | 16 GB | 5.0 GHz | 2.00 GHz | 48 | 17W – 30W |
| Core Ultra 7 258V | 8C/8T | 32 GB | 4.8 GHz | 1.95 GHz | 47 | 17W – 30W |
| Core Ultra 7 256V | 8C/8T | 16 GB | 4.8 GHz | 1.95 GHz | 47 | 17W – 30W |
| Core Ultra 5 238V | 8C/8T | 32 GB | 4.7 GHz | 1.85 GHz | 40 | 17W – 30W |
| Core Ultra 5 236V | 8C/8T | 16 GB | 4.7 GHz | 1.85 GHz | 40 | 17W – 30W |
| Core Ultra 5 228V | 8C/8T | 32 GB | 4.5 GHz | 1.85 GHz | 40 | 17W – 30W |
| Core Ultra 5 226V | 8C/8T | 16 GB | 4.5 GHz | 1.85 GHz | 40 | 17W – 30W |
Intel Lunar Lake: Další vylepšení
Jak už bylo zmíněno, RAM je nyní součástí SoC. To znamená, že CPU, GPU i NPU mají rychlý přístup k paměti. Intel uvádí, že přesun paměti na SoC pomáhá uvolnit místo na základní desce. Jelikož je paměť fyzicky blízko výpočetní dlaždici, zlepšuje se propustnost paměti se sníženou latencí, což vede k přibližně 40% snížení spotřeby energie.
Je jasné, že s pamětí integrovanou na balíčku nebude možné ji uživatelsky upgradovat či měnit, což nemusí vyhovovat každému. Intel dále uvádí, že Thread Director byl vylepšen, aby efektivněji přiřazoval úkoly k vhodným jádrům. Intel také využívá strojové učení k informování plánovače systému pro lepší řízení úkolů.
Závěrem lze říci, že rozsah TDP procesorů Lunar Lake se pohybuje mezi 17 W a 30 W. Celkově jsem velmi zvědavý na procesory Lunar Lake, které mají být uvedeny na trh 3. září 2024. Bude to zajímavé období pro spotřebitele, protože Intel bude konkurovat firmám Qualcomm a AMD v boji o dominanci v AI PC. Můžeme konečně spatřit zlepšení výdrže baterie u notebooků s Windows, které jsou poháněny architekturou x86.