Intel confirma Tiger Lake com nova arquitetura e desempenho gráfico "disruptivo"

Intel confirma Tiger Lake com nova arquitetura e desempenho gráfico "disruptivo"

Por Jones Oliveira | 13 de Agosto de 2020 às 10h00
Divulgação/Intel

A espera finalmente está chegando ao fim. Nesta quinta-feira (13), a Intel apresentou à imprensa os primeiros detalhes sobre a família Tiger Lake de processadores para notebooks e dispositivos mobile. Durante o Architecture Day 2020, a empresa não só confirmou que os componentes serão baseados na microarquitetura Willow Cove e contarão com a nova GPU integrada Xe-LP, como também detalhou todas as mudanças que tiveram de ser feitas para estabilizar o processo de fabricação com litografia de 10 nm.

Citando uma "série de objetivos ambiciosos", o vice-presidente de engenharia de processadores Boyd Phelps explicou que o Tiger Lake representa muito mais do que apenas um salto de desempenho intergeração. Claro, o ganho de performance computacional está presente, mas vem acompanhada de melhorias significativas em termos de eficiência energética e segurança, além de suporte a até 86 GB/s de largura de banda e um chip gráfico completamente novo, capaz de entregar desempenho "disruptivo".

Para termos uma noção melhor do que isso significa de verdade, é preciso fazer um tour por todo o trabalho de engenharia feito pela Intel para chegar até aqui.

Quer ficar por dentro das melhores notícias de tecnologia do dia? Acesse e se inscreva no nosso novo canal no youtube, o Canaltech News. Todos os dias um resumo das principais notícias do mundo tech para você!

Willow Cove e transistores SuperFin

Grande parte dos benefícios da nova geração de processadores da Intel está atrelada à nova microarquitetura de CPUs Willow Cove. Embora se aproveite de alguns avanços alcançados pela antecessora Sunny Cove, a nova arquitetura de 10 nm se destaca por ser a primeira a implementar a tecnologia SuperFin de transistores.

A novidade a nível microscópico chega para substituir os antigos transistores FinFET, que vinham sendo utilizados, atualizados e refinados a exaustão desde a miniaturização dos microchips, quando a indústria refinou o processo de fabricação dos 30 para os 20 nanômetros — efetivamente, desde o lançamento dos Ivy Bridge em 2012. Agora, para dominar a litografia de 10nm e evitar problemas com os limites teóricos de condutividade do silício, a Intel teve de voltar para a prancheta e redesenhar sua tecnologia de transistores, agora chamada de SuperFin.

Para explicar o que de fato muda, resumidamente os novos transistores SuperFin têm portas (gates) levemente mais afastadas umas das outras e com melhorias no processo que aumentam a mobilidade do canal. A Intel também aumentou o crescimento epitaxial na fonte (source) e no dreno (drain) para reduzir ainda mais a resistência, aumentar a tensão e favorecer a passagem de mais corrente.

A composição da liga metálica utilizada dos canais aos interconectores também foi alterada. Agora a fabricante de semicondutores emprega uma nova classe de materiais dielétricos Hi-K em camadas de angstroms de espessura para reduzir a resistência em 30%. Outra novidade é a implantação do novo capacitor SuperMIM, que aumenta em 500% a capacitância metal-isolante-metal.

Nova tecnologia de transistores SuperFin é crucial para os ganhos de desempenho e eficiência dos processadores Tiger Lake
Nova tecnologia de transistores SuperFin é crucial para os ganhos de desempenho e eficiência dos processadores Tiger Lake (Imagem: Divulgação/Intel)

Em conjunto com as melhorias dos novos transistores SuperFin, a Intel também redesenhou a arquitetura do cache dos núcleos Willow Cove. Agora, em vez de um cache intermediário de 512 KB, o Willow Cove vai dispor de 1,25 MB de cache L2.

O resultado de toda essa manobra de engenharia? Desempenho e eficiência acima do que a própria fabricante vinha esperando e que pode ser visto na curva V/F:

Curva V/F mostra ganhos significativos de frequência e maior eficiência energética em à microarquitetura Sunny Cove
Curva V/F mostra ganhos significativos de frequência e maior eficiência energética em à microarquitetura Sunny Cove (Imagem: Divulgação/Intel)

Gráficos Intel Xe

A Intel também confirmou aquilo que todo mundo já vinha falando — inclusive fabricantes parceiras como a Acer: a família Tiger Lake é a primeira a contar com os novos chips gráficos Intel Xe. Para ser mais específico, os novos processadores virão equipados com a GPU integrada de baixo consumo Xe-LP, que conta com até 96 EUs e outras melhorias significativas em relação à Gen11.

Para começar, a companhia refez toda a arquitetura, que agora é totalmente focada em desempenho — mesmo que estejamos falando de uma GPU integrada voltada para o mercado de entrada. Isso significa que a empresa não só aumentou a quantidade de unidades de execução de 64 para 96, como também implantou mais flops capazes de entregar mais performance consumindo menos energia.

Curva V/F mostra que nova arquitetura de GPUs Xe entrega mais desempenho e eficiência em relação à Gen11
Curva V/F mostra que nova arquitetura de GPUs Xe entrega mais desempenho e eficiência em relação à Gen11 (Imagem: Divulgação/Intel)

Embora não tenha falado especificamente em FPS ou exibido tabelas comparativas, a empresa garantiu que as novas GPU Xe-LP entregarão o mesmo desempenho que as Gen11, com apenas uma diferença: enquanto estas rodavam jogos em qualidade baixa, aquelas o farão em alta qualidade. Em duas demonstrações de Battlefield 1 e GRID exibidas à imprensa, foi possível perceber que, mesmo com as definições mais altas, os jogos rodaram com taxas de quadro superiores à geração anterior.

As melhorias substanciais em relação aos gráficos vêm acompanhadas de uma série de outras novidades como computação assíncrona, mecanismo de mídia atualizado com AV1 e atualização para o mecanismo de exibição. Juntas, elas se traduzirão em mais desempenho em tarefas que envolvem inteligência artificial, criação de conteúdo e decodificação de vídeos.

A Intel também aproveitou a ocasião para apresentar a abordagem "Teraflops to Peta-Ops" que adotou para cobrir todos os segmentos do mercado de GPUs. Dentro desse plano, ela detalhou como dividiu a família de gráficos Xe e qual roadmap seguirá.

Linha de produtos Xe que serão lançados nos próximos anos pela Intel
Linha de produtos Xe que serão lançados nos próximos anos pela Intel (Imagem: Divulgação/Intel)

Além dos gráficos integrados dos processadores Tiger Lake, a companhia também está trabalhando na DG1, sua primeira GPU dedicada desde o lançamento da i740 em 1998. O componente também é baseado na arquitetura de baixo consumo Xe-LP, mas vem com subsistema de memória dedicado e, como é de se imaginar, deve entregar desempenho superior em relação à GPU integrada. A promessa é de que essas placas cheguem ao mercado ainda em 2020.

Outra GPU de tamanho reduzido baseada na arquitetura Xe-LP é a SG1. Capaz de entregar o desempenho de quatro DG1 juntas, ela será voltada especificamente para data centers de baixa latência e com alta densidade e transmissão de vídeo que queira oferecer jogos Android pela nuvem. A expectativa é que as primeiras unidades da SG1 sejam enviadas para validação de parceiros em breve e entrem em fase de produção após essa fase.

Para os gamers, as GPUs receberão o selo Xe-HPG, uma variável que aproveita o que há de melhor nas microarquiteturas de baixo consumo e de alto desempenho (Xe-HP). Essas placas dedicadas terão um subsistema próprio de memória baseado em GDDR6 e oferecerão suporte a Ray-Tracing. Embora por ora a Intel não tenha fornecido mais detalhes, dá para opinar que as Xe-HPG chegarão ao mercado para fazer frente às Nvidia GeForce Série 3000, que devem ser apresentadas no próximo dia 1º de setembro, e as Radeon Big Navi/RDNA 2, que supostamente serão anunciadas em outubro de 2020. A previsão da empresa norte-americana é de pôr essas GPUs no mercado em 2021, sem data específica.

Saindo de vez do mercado consumidor, a companhia confirmou que também está trabalhando em uma oferta de alto desempenho específica para data centers: o Xe-HP. Diante do desafio de lidar com uma quantidade cada vez maior de dados e a demanda constante por streaming, a Intel mirou em alta escalabilidade para elaborar a primeira arquitetura multi-tiled do mercado. Nessa solução de altíssimo rendimento, o número de EUs chega aos quatro dígitos, a frequência do componente chega a ser duas vezes maior que o que estamos habituados a ver, a largura de banda de memória é 10 vezes superior e até o nível de precisão do ponto flutuante foi escalonado. Ao todo, as Xe-HP virão em três ofertas diferentes, cada uma cobrindo uma faixa dinâmica de computação, indo de um, a dois e quatro blocos. Com apenas um bloco, por exemplo, já é possível transcodificar 10 streams de vídeo 4K de alta qualidade completos a 60 FPS. Para o usuário final, é até difícil imaginar o que tudo isso significa; para as grandes empresas de infraestrutura e data centers, o Xe-HP estará disponível em algum momento de 2021.

Arquiteto-chefe da Intel, Raja Koduri apresenta chip Xe-HP singe-tiled: componente também terá versão dual-tiled e quad-tiled para servidores de altíssima performance
Arquiteto-chefe da Intel, Raja Koduri apresenta chip Xe-HP singe-tiled: componente também terá versão dual-tiled e quad-tiled para servidores de altíssima performance (Imagem: Reprodução/Intel)

Por fim, há a Xe-HPC, também conhecida como Ponte Vecchio. Focada na convergência entre computação de alto desempenho e inteligência artificial, ela já havia sido apresentada pela companhia na Supercomputing 2019 e será fabricada tanto em litografia de 10 nm quanto de 7 nm.

Mais largura de banda

Com mudanças a nível de transistor e uma nova arquitetura de vídeo com mais unidades de execução, a Intel teve de pensar em soluções para alimentar não só o Tiger Lake em si, como também a engine do Xe — e isso se faz com uma largura de banda maior. Para alcançar esse objetivo, a companhia aumentou em 50% o cache L3 para oferecer opções que partem de 12 MB e chegam a até 24 MB e dobrou a largura de banda da malha coerente.

O subsistema de memória também foi reformado para suportar 86 GB/s de largura de banda de memória. Em relação à arquitetura, a Intel há tempos vinha sendo criticada por suportar apenas memórias DDR4-2666; agora, com o Tiger Lake, isso sobe inicialmente para DDR4-3200, LPDDR4x-4267 e LPDDR5-5400.

Para fechar, o Tiger Lake também recebeu melhorias de imagem e exibição, ganhando uma rota de malha dedicada à memória para entregar até 64 GB/s de largura de banda para vários displays. O pipeline de imagem, por sua vez, foi completamente implementado a nível de hardware para suportar até seis sensores para vídeos de até [email protected] e imagens de até 42 megapixels.

Preço e disponibilidade

Como o nome sugere, o Architecture Day focou muito mais nas mudanças de arquitetura e de engenharia implantadas pela Intel para seus próximos produtos, por isso algumas informações de interesse do grande público acabaram ficando de fora. Por exemplo: à exceção das demonstrações em vídeo de Battlefield 1 e GRID, não foi compartilhado nenhum comparativo numérico para dar uma noção melhor da evolução que o Tiger Lake e a GPU Xe-LP irão promover em relação a atual geração.

Também não foi dito absolutamente nada sobre a disponibilidade, tampouco preço do Tiger Lake. Apesar disso, como mencionamos anteriormente, não só a Acer já confirmou que o novo Swift 5 chegará com os novos processadores, como também a própria Intel listou em seu site de relacionamento com investidores que conduzirá o Tiger Lake Virtual Launch em 2 de setembro de 2020. O nome fala por si e a expectativa é de que todos os detalhes sejam revelados na data.

De antemão, a julgar por tudo que foi apresentado pela Intel no Architecture Day, o prognóstico é dos melhores para o Tiger Lake.

Gostou dessa matéria?

Inscreva seu email no Canaltech para receber atualizações diárias com as últimas notícias do mundo da tecnologia.