Intel Broadwell - intelovský tick na 14 nm proces přinese především úspory energie

17. 9. 2014 08:00    Rubrika: Technologie    Autor: Jakub Pavlis

Není to nijak dlouho, co Intel představil své nové procesory postavené na 14nm výrobním procesu a pojmenované Broadwell. V praxi se s nimi zatím setkat nemůžeme, ale jejich přítomnost na letošním trhu je potvrzená a kvapem se blíží, pojďme si tedy říci o tom, jak bude aktualizovaná nabídka vypadat, nač je možné se těšit a co naopak Intel neslibuje.

Intel udržuje tempo i rytmus a prakticky každý rok představí novou generaci procesorů. Stále je více méně schopen dodržovat i Mooreův zákon o zdvojnásobení počtu tranzistorů v integrovaném obvodu při zachování ceny během zhruba dvou let. A to přesto, že poslední dvě generace se priority při vývoji přesouvají spíše k navýšení efektivity a snižování spotřeby než jen ke zvyšování výkonu či počtu tranzistorů.

Rytmus určuje intelovská firemní filosofie tick-tock, tedy střídání výrazných změn v architektuře procesorů a úpravy výrobního procesu. Aktuální generace, tedy Haswell, je v tomto rytmu tock, tedy přinesl výraznější změny v návrhu a provedení procesoru. Broadwell je tudíž tick, tedy v architektuře dojde jen k drobným optimalizacím, zejména v oblasti grafické části procesoru, ale zavádí se nový, 14nm výrobní proces. Je to logické a pro firmu výhodné, Intel neustále chrlí nové modely a přitom má na každou zásadní změnu dva roky. Ostatně nové designy se snáze uvádějí do praxe, pokud máte k dispozici vyzkoušený výrobní proces a současně je snazší zavádět nový výrobní proces, pokud nemusíte ještě ladit nový a nevyzkoušený návrh architektury.

Jak bylo řečeno, základem architektury Broadwell je Haswell, jen v menším. Skok z 22 nm na 14 nm je procentuálně jeden z největších v dnešní době. Jednotlivé tranzistory jsou stále Tri-gate typu, ovšem výrazně menší. To přináší vlastně jen jednu nevýhodu, ale celou řadu výhod. Negativem je zvýšení náročnosti výroby, která samozřejmě podraží, a nutnost vybudovat nové výrobní linky. Výhody ale převažují. Výrobně se Intelu náklady rychle vrátí vyšší výtěžností waferů – na stejný se vejde více menších čipů a Intel současně pracuje na zvětšení waferů, což přinese méně odpadu. Samotné zmenšení čipů při zachování či zvýšení výkonu umožňuje vytvářet menší a lehčí přístroje – notebooky, tablety, nositelnou elektroniku. S tím jde ruku v ruce i zvýšení efektivity, menší rozměry tranzistorů umožňují práci s menším proudem i napětím, což vede ke snížení odpadního tepla. A díky tomu je zase možné navýšit frekvence. O energetické úspornosti snad ani netřeba mluvit.

Výběr mezi generacemi procesorů, které se obměňují rychleji, než většina uživatelů mění svá zařízení, nabízí i různé možnosti rozhodování spotřebitelům – pokud jste technologický nadšenec, spíše se budete držet tick generací, která vám přinese vždy to nejnovější z nápadů vývojářů, pokud vsázíte spíše na vyzkoušená a osvědčená řešení, může vám vyhovovat spíše tock nabídka, ve výrobním procesu se toho obvykle nedá zkazit tolik, jako při návrhu. Ale také vám to může být samozřejmě jedno a nakupujte prostě tehdy, když nové zařízení potřebujete.

Intel zatím neodhalil všechny technické podrobnosti nových Broadwellu, což je pochopitelné, neboť mají být hlavním tahákem letošní listopadové konference IDF v Singapuru. Ostatně nelze čekat, že by bylo novinek nějak mnoho, tedy vyjma výrobního procesu, i proto s nimi Intel zatím šetřil. Co ovšem už víme?

Intel se soustředil spíše na inovace v oblasti grafického jádra, kde je nejméně konkurenceschopný. Vedle úpravy návrhu a zrychlení renderování pixelů dojde k navýšení frekvencí, také je jasné, že Intel opět nasadí různě výkonné varianty grafického jádra pro různé třídy procesorů. Vrcholné čtyřjádrové modely na tom tedy budou podstatně lépe než ULV varianty, jak tomu ostatně je i u Haswellu.

Podpora nových technologií ovšem bude u všech variant stejná, rozdíl bude opravdu jen ve výkonu. Nově budou grafická řešení podporovat DirectX 11.2 a OpenGL 4.3, vedle OpenCL 1.2 přibude i OpenCL 2.0 s podporou virtuální paměti. Mobilní čipy Broadwell Y určené pro mobilní nasazení budou mít 24 exekučních jednotek (pro srovnání, Intel HD 4600 generace Haswell má 20 exekučních jednotek a měl by odpovídat srovnávanému řešení; Iris Pro Haswell má 40 jednotek). Velká pozornost byla věnována podpoře 4K obsahu a schopnostem čipu generovat obraz pro 4K monitor. Konečně přibude i částečná podpora kodeku H.265. Bohužel ještě nedojde na integraci nových obrazových rozhraní (HDMI 2.0 a DisplayPort 2.0), ale Intel se brání tím, že na trhu není ani příslušný hardware, ani obsah, který by to vyžadoval. Při dodržení tick-tack strategie může Intel tato řešení celkem snadno zavést za rok nebo dva, až se situace na trhu změní.

Intel se chce také více věnovat mobilnímu nasazení svých procesorů, svědčí o tom i fakt, že první vyráběné procesory budou právě Broadwell Y určené pro mobilní přístroje typu tabletů. Hodně pozornosti bylo věnováno snížení spotřeby, takže by nové procesory měly snáze konkurovat ARM řešení na úrovni spotřeby a výdrže na baterie, přičemž výkonem je samozřejmě vysoce předčí. Ve srovnání s Haswellem mají mít nové procesory až o polovinu nižší spotřebu (o úrovni výkonu Intel nemluví, ale lze očekávat, že se nebude nijak výrazně měnit ani k lepšímu, ani k horšímu). Připraven je i nový čipset pro SoC řešení, který bude vyráběn 32nm procesem (je třeba využít starých kapacit) a bude mít v zátěži až o 20% nižší nároky na energii, v klidovém stavu pak spotřebuje dokonce o více jak čtvrtinu méně.

Broadwell Y vzbuzuje velká očekávání. Budou výrobci schopni nabízet pasivně chlazená řešení? Takový „hrobově“ tichý notebook či tablet s SSD a pasivním chlazením by byl jednoznačně krokem vpřed, také by ubyla řada otvorů skrz šasi, což by určitě náležitě ocenili designéři i milovníci stylu. Bylo by možné zásadně zvýšit odolnost notebooků, jednak díky nejporuchovějším mechanicky pohyblivým částem, jednak proti vlhkosti a prachu, což by zase zvýšilo životnost zařízení. A za použití technologií jako je bezdrátové nabíjení, NFC, TransferJet a nejnovějších revizí Wi-Fi bychom zase byli o hodný kus mému osobnímu snu – tabletu a notebooku bez konektorů :-)