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Lunar Lake: la nuova architettura Intel orientata all’AI
La nuova architettura promette grandi aumenti di IPC e ottime prestazioni AI su modelli in locale
DukeRem4 giugno 2024

Intel presenta Lunar Lake: una rivoluzione per il settore mobile e gaming con prestazioni potenziate e massima efficienza energetica.

Intel ha svelato la sua nuova architettura Lunar Lake durante l’Intel Tech Tour 2024 a Taipei, Taiwan. Questo lancio anticipa il keynote del Computex 2024 e prevede un debutto commerciale nel terzo trimestre dell’anno. Lunar Lake introduce miglioramenti significativi in tutti gli aspetti del design dei chip, principalmente destinati ai dispositivi mobili, con un potenziale impatto anche sui processori Arrow Lake e le CPU per gaming. Ogni componente dell’architettura Lunar Lake è stato ottimizzato per un equilibrio raffinato tra potenza e prestazioni, rivoluzionando le aspettative sui PC x86. Tra i miglioramenti più rilevanti, si segnalano incrementi del 38% e 68% nell’IPC per i nuovi core Skymont, e un aumento del 14% per i core Lion Cove, sebbene con alcune riserve. Le prestazioni grafiche vedono un miglioramento del 50% grazie alla nuova GPU integrata Xe2. Lunar Lake include una nuova unità di elaborazione neurale (NPU) per carichi di lavoro AI, offrendo 48 TOPS di prestazioni, ben oltre i requisiti di Microsoft per i PC AI di nuova generazione. Complessivamente, il platform Lunar Lake raggiunge 120 TOPS considerando CPU e GPU. La nuova metodologia di progettazione, focalizzata sulla massima efficienza energetica, costituirà la base per i futuri prodotti Intel, come Arrow Lake e Panther Lake. Sorprendentemente, Intel ha scelto il processo N3B a 3nm di TSMC per il tile di calcolo, che ospita CPU, GPU e NPU, utilizzando invece il nodo N6 di TSMC per il tile del controller di piattaforma. L’unico silicio prodotto da Intel nel chip è il tile base passivo 22FFL Foveros, che facilita la comunicazione tra i vari componenti. La scelta dei nodi di TSMC deriva dalla superiorità al momento della progettazione del chip, ma Intel intende tornare ai propri nodi nei futuri prodotti. I processori Lunar Lake, con quattro P-core e quattro E-core, includono due logic tiles (N3B per il calcolo e N6 per il controller) e un tile base 22FFL Foveros, con interconnessioni migliorate per ridurre il consumo energetico. La memoria LPDDR5X-8500 è integrata nel package del chip, con configurazioni da 16GB o 32GB, comunicando attraverso quattro canali a 16 bit, offrendo fino a 8,5 GT/s di throughput per chip.

Componente Specifiche
Core 4 P-core, 4 E-core
Memoria LPDDR5X-8500, configurazioni da 16GB o 32GB, 4 canali a 16 bit, 8,5 GT/s per chip
Cache L0 cache 192KB, L2 cache 2,5MB, side cache 8MB condivisa
Nodi di processo Compute tile N3B (TSMC), Controller tile N6 (TSMC), Base tile 22FFL (Intel)
Interconnessione Pitch bump 25 micron, PMIC su motherboard
Efficienza energetica 40% riduzione consumo rispetto a Meteor Lake
Grafica GPU Xe2, 50% miglioramento prestazioni grafiche, 8 Xe core, 64 motori vettoriali, 8 unità ray tracing

 

L’architettura Lunar Lake introduce numerosi miglioramenti, tra cui un’ottimizzazione del sottosistema di alimentazione, ora trasferito alla scheda madre, con quattro PMIC per fornire più linee di alimentazione e maggiore controllo, riducendo del 40% il consumo energetico rispetto a Meteor Lake. I P-core di Lunar Lake offrono un guadagno medio del 14% nell’IPC, sebbene Intel abbia rimosso l’hyperthreading, ritenendo che non fosse rilevante in un design ibrido con E-core più efficienti in termini di potenza e area. Questa scelta ha portato a un incremento dell’efficienza del 15%, delle prestazioni per area del 10% e delle prestazioni per potenza per area del 30%. La nuova microarchitettura include numerosi miglioramenti nel front-end, nella previsione dei rami, nel cache e nel back-end, con una nuova cache L0 da 192KB e una L2 aumentata a 2,5MB, consentendo un incremento dell’IPC. Il design più modulare e sintetizzato ha permesso di aggiungere più configurazioni personalizzabili e una maggiore trasferibilità tra diversi nodi di processo.

I core Skymont, terza generazione di E-core per processori ibridi x86, introducono miglioramenti significativi, con un guadagno del 38% nell’IPC per i carichi di lavoro interi e del 68% per quelli in virgola mobile. Intel ha aumentato l’allocazione fuori ordine, il retire, le dimensioni delle finestre fuori ordine e ha migliorato la parallelizzazione, raddoppiando le prestazioni dei carichi vettoriali e SIMD. La cache L2 condivisa è stata aumentata a 4MB, migliorando la larghezza di banda.

La GPU integrata Xe2 offre fino a 1,5 volte le prestazioni grafiche di Meteor Lake, con supporto per INT2, INT4, INT8, FP16 e BF16 per operazioni AI. La pipeline grafica è stata migliorata con maggiore throughput, nuova gestione dei vertici e maggiore efficienza nel ray tracing. La GPU è modulare, scalabile e include 8 Xe core, 64 motori vettoriali, 8 unità ray tracing e 8MB di cache L2. Il motore dei media supporta fino a 8K60 HDR in decodifica e codifica, con supporto per tutti i principali standard.

Il tile del controller di piattaforma gestisce le interfacce I/O esterne, tra cui Wi-Fi, Bluetooth, USB e Thunderbolt. Intel garantisce almeno due porte Thunderbolt 4 per ogni laptop Lunar Lake, con alcune varianti che ne offrono fino a tre, supportando anche il nuovo Thunderbolt Share per condivisione file e periferiche.

In conclusione, l’architettura Lunar Lake di Intel rappresenta un significativo passo avanti nella progettazione di processori, con una forte enfasi su prestazioni ed efficienza energetica, supportata da un’ampia gamma di miglioramenti tecnici. Questi avanzamenti non solo rafforzano la posizione di Intel nel mercato dei laptop, ma preparano anche il terreno per le future generazioni di processori desktop e server.

Punti chiave

  • Efficienza Energetica: Riduzione del 40% nel consumo energetico rispetto a Meteor Lake.
  • Prestazioni AI: 120 TOPS complessivi, con NPU da 48 TOPS e GPU Xe2 da 67 TOPS.
  • GPU Integrata: Fino a 1,5 volte le prestazioni grafiche di Meteor Lake.
  • Memoria Ottimizzata: LPDDR5X-8500 integrata, con riduzione della latenza e del consumo energetico.