Durante o evento para imprensa Architecture Day 2020, Raja Koduri ,  arquiteto-chefe e demais profissionais e especialistas em arquitetura da Intel detalharam o progresso da Intel nos seus seis pilares de inovação tecnológica. A grande novidade foi a tecnologia SuperFin de 10nm, o maior aprimoramento único de intraconexões na história da Intel que proporciona melhorias comparáveis a uma transição de conexões completa.

A empresa também forneceu detalhes sobre a microarquitetura Willow Cove e a arquitetura de SoC (system on a chip) Tiger Lake para dispositivos móveis, além de uma amostra das arquiteturas gráficas Xe totalmente escaláveis. As novas arquiteturas irão atender a diversos mercados, incluindo consumidores, computação de alto desempenho e jogos. A abordagem de design desagregado da Intel, combinada à tecnologia de empacotamento avançado, ofertas de XPU e estratégia centrada em software reforçam o foco da Intel no desenvolvimento de produtos de ponta em todo o portfólio para clientes.

 

Tecnologia SuperFin de 10nm

Depois de anos de ajustes no transistor FinFET, a Intel está redefinindo a tecnologia a fim de permitir o maior aprimoramento intraconexões de sua história, oferecendo melhorias de desempenho comparáveis a uma transição de nós completa.  A tecnologia SuperFin de 10nm combina os transistores aprimorados FinFET da Intel ao capacitor Super MIM (Metal-Insulator-Metal). A tecnologia SuperFin proporciona fonte / drenagem epitaxial aprimorada, processo de gate aprimorado e pitch de gate adicional, permitindo maior desempenho por meio de:

Aumento do crescimento epitaxial das estruturas cristalinas na fonte e no dreno, aumentando assim a tensão e reduzindo a resistência a fim de permitir mais corrente através do canal;

Melhora do processo de porta para impulsionar a mobilidade de canal, dando mais agilidade aos operadores de carga;

Opção de porta adicional para maior corrente de acionamento em certas funções do processador que exigem desempenho máximo;

Uso de uma nova barreira fina para reduzir a resistência de via em 30% e melhorar o desempenho de interconexão;

Capacidade 5x maior dentro do mesmo espaço físico comparado ao padrão da indústria, levando a uma redução da queda de tensão e, consequentemente, a um desempenho significativamente aprimorado do produto.  A tecnologia é baseada em uma nova classe de materiais dielétricos Hi-K, empilhados em camadas ultrafinas com vários angstroms de espessura a fim de formar uma estrutura de "super trama" de repetição. Trata-se de uma tecnologia totalmente nova no setor, muito à frente das ofertas atuais de outros fabricantes.

O processador móvel de próxima geração Tiger Lake é baseado em tecnologia SuperFin de 10nm. O Tiger Lake está em fase de produção e deve chegar às mãos do consumidor por meio de sistemas desenvolvidos pelos fabricantes previstos para as festas de final do ano.

Empacotamento

Processador de teste de colagem híbrida pronto no segundo trimestre de 2020. A colagem híbrida é uma alternativa à colagem tradicional por "termocompressão" usada na maioria das tecnologias de empacotamento atuais. A nova tecnologia permite alturas de colisão de 10 mícrons e menos, com densidade de interconexão e largura de banda muito mais altas, além de menor consumo energético.

 

Arquiteturas de CPU Willow Cove e Tiger Lake

Willow Cove é o codinome da próxima geração de microarquitetura para CPU da Intel. A novidade proporciona aumento no desempenho da CPU com grandes melhorias de frequência e maior eficiência de energia e tem como base os mais recentes avanços de processo, a tecnologia SuperFin de 10 nm e a arquitetura Sunny Cove. Além disso, conta com arquitetura de cache reprojetada para um MLC não incluído de 1,25 MB e aprimoramentos de segurança graças à tecnologia Intel® Control Flow Enforcement.

Tiger Lake irá oferecer desempenho inteligente e avanços revolucionários em vetores fundamentais da computação. Com otimizações abrangendo a CPU e aceleradores de IA, trata-se da primeira arquitetura SoC com a nova microarquitetura gráfica Xe-LP. Além disso, a arquitetura Tiger Lake irá revolucionar o desempenho da CPU, com melhorias massivas no desempenho de IA e um enorme salto no desempenho gráfico com um conjunto completo dos melhores IPs da categoria em todo o SoC, como o novo Thunderbolt 4 integrado.  A arquitetura SoC Tiger Lake oferece:

Novo núcleo de CPU Willow Cove - com aumento significativo de frequência baseado nos avanços da tecnologia SuperFin de 10nm;

Novos gráficos Xe com até 96 unidades de execução (EUs) e aperfeiçoamentos significativos de eficiência de desempenho por watt;

Gestão de energia - Escalamento de frequência de tensão dinâmica (DVFS) autônomo em malha coerente e eficiência aprimorada do regulador de tensão totalmente integrado (FIVR);

Malhas e memória - Aumento de 2x na largura de banda da malha coerente, largura de banda de memória de aproximadamente 86GB/s, LP4x-4267 validado, DDR4-3200 e capacidade de arquitetura LP5-5400;

GNA 2.0 com IP dedicado para descarregamento de inferência neural de baixa potência da CPU com utilização da CPU aproximadamente 20% menor no GNA vs. CPU (com carga de trabalho de supressão de ruído em execução);

IO - TB4 / USB4 integrado, PCIe de quarta geração integrado na CPU para baixa latência e acesso de dispositivo de alta largura de banda à memória;

Display - até 64GB/s de largura de banda isócrona para a memória para vários displays de alta resolução. Rota de malha dedicada à memória para manutenção da qualidade do serviço;

IPU6 - até seis sensores com 4K30 de vídeo, 27MP de imagem, até 4K90 e 42MP de capacidade arquitetônica de imagem.  

 

Arquitetura híbrida

  A Intel comprova o avanço de sua arquitetura híbrida com Alder Lake, produto para clientes de última geração da Intel. O Alder Lake irá combinar duas novas arquiteturas: Golden Cove e Gracemont. Ambas foram otimizadas a fim de oferecer desempenho por watt aprimorado.  

  

Arquitetura de gráficos Xe

  A Intel apresentou detalhes da arquitetura e software de baixo consumo Xe-LP, otimizada a fim de proporcionar desempenho eficiente em plataformas móveis. Xe-LP é a arquitetura mais eficiente da Intel para PCs e plataformas móveis com até 96 EUs e que chega com novos designs de arquitetura, incluindo computação assíncrona, instanciação de visualização, feedback de amostrador, mecanismo de mídia atualizado com AV1 e mecanismo de exibição atualizado. Assim, o usuário final terá acesso a novos recursos como Instant Game Tuning, captura, fluxo e maior nitidez de imagem. Quando o assunto é otimização de software, o Xe-LP terá melhorias de driver com um novo diretório DX11 e compilador otimizado.

O primeiro processador Xe-HP já foi devidamente testado e aprovado. Trata-se da primeira arquitetura multi-tiled, altamente escalável e de alto desempenho da indústria, fornecendo desempenho de mídia de nível de rack de centro de dados, escalabilidade da GPU e otimização de IA. Além disso, a novidade cobre uma faixa dinâmica de computação de um bloco a dois e quatro blocos, funcionando como uma GPU multicore. Durante o Architecture Day, a Intel demonstrou o Xe-HP transcodificando 10 streams completos de vídeo 4K de alta qualidade a 60 FPS em um único bloco. Outra demonstração mostrou a escalabilidade de computação do Xe-HP em múltiplos blocos. A Intel já enviou amostras do Xe-HP para alguns clientes e planeja a disponibilização do Xe-HP na DevCloud da Intel® para desenvolvedores. O Xe-HP estará disponível em 2021.

A Intel apresentou uma nova variável de microarquitetura Xe, a Xe-HPG. Trata-se de uma microarquitetura otimizada para jogos, combinando blocos de construção de bom desempenho / watt do Xe-LP, aproveitando a escala do Xe-HP para uma configuração maior e otimização de frequência de computação do Xe-HPC. Além disso, um novo subsistema de memória baseado em GDDR6 foi adicionado para melhorar o desempenho e o Xe-HPG terá suporte para rastreamento de raio acelerado. O lançamento do Xe-HPG está previsto para 2021.

A Intel Server GPU (SG1) é a primeira GPU de tamanho reduzido baseada em arquitetura Xe para o centro de dados. A SG1 conta com o desempenho de quatro DG1s em um formato reduzido para o centro de dados e é voltada a jogos em nuvem Android de baixa latência e alta densidade e transmissão de vídeo. A SG1 será enviada até o final do ano e entrará em fase de produção em breve.

  A DG1, primeira GPU de tamanho reduzido baseada em Xe da Intel, encontra-se em fase de produção com envio programado ainda para 2020. A DG1 já estão disponível na DevCloud da Intel® para usuários de acesso antecipado. Conforme anunciado no CES, a DG1 é a primeira GPU de tamanho reduzido da Intel para PCs baseada na microarquitetura Xe-LP.

 Novos recursos foram introduzidos tendo como base o Intel® Graphics Command Center (IGCC), incluindo o ajuste instantâneo de jogos e aprimoramento de jogos. 

 O ajuste instantâneo de jogos é um driver específico. Correções e otimizações podem ser enviadas aos usuários finais de forma muito mais rápida e sem necessidade de download e instalação completos de driver, exigindo um único opt-in do usuário por jogo.

 O aprimoramento de jogos funciona de forma adaptativa perceptual - um algoritmo de aperfeiçoamento adaptável baseado em shader de computação que aumenta a clareza das imagens de jogos.  O recurso é especialmente útil para títulos que usam escalamento de resolução a fim de equilibrar qualidade de desempenho e qualidade e é opcional no IGCC.

 

Arquiteturas para o centro de dados

O Ice Lake é o primeiro processador escalável Intel® Xeon® baseado em 10nm e deve chegar ao mercado no final do ano, proporcionando aumento de desempenho significativo em termos de rendimento e capacidade de resposta entre cargas de trabalho. A novidade contará com um conjunto de tecnologias, incluindo criptografia de memória total, PCIe de quarta geração, oito canais de memória e aprimoramentos do conjunto de instruções que aceleram as operações criptográficas. A família Ice Lake também terá opções para armazenamento em rede e internet das coisas (IoT). 

O Sapphire Rapids é a nova geração de processadores escaláveis Intel Xeon com base na tecnologia SuperFin aprimorada e oferecerá tecnologias padrão líderes da indústria, incluindo DDR5, PCIe Gen 5 e Compute Express Link 1.1. Sapphire Rapids será a CPU usada no sistema do supercomputador exascale Aurora do Argonne National Lab, nos EUA. Trata-se de mais um passo da nossa estratégia de aceleração de IA incorporada com um novo acelerador, o Advanced Matrix Extensions. Os primeiros envios do Sapphire Rapids devem acontecer no segundo semestre de 2021.

Como prova do nosso compromisso com a inovação contínua para o avanço das tecnologias FPGA e liderança na terceira geração consecutiva de transceptores, a Intel anuncia que tem o primeiro transceptor 224G-PAM4 TX de próxima geração do mundo.

 

 Já o Software

O oneAPI Gold estará disponível até o final do ano, oferecendo aos desenvolvedores qualidade de produção e desempenho em arquiteturas escalares, vetoriais, matriciais e espaciais. A Intel lançou sua oitava iteração do oneAPI Beta em julho, oferecendo novos recursos e aprimoramentos para análise de dados distribuída, desempenho de renderização, criação de perfil e biblioteca de vídeo e threading. A GPU de tamanho reduzido DG1 está atualmente disponível para desenvolvedores por meio do Intel DevCloud, fornecendo acesso a bibliotecas e kits de ferramentas e permitindo que esses profissionais comecem a escrever softwares usando o oneAPI antes de terem o hardware em mãos.

As novas declarações representam o progresso na estratégia de inovação de seis pilares de tecnologia da Intel; a Intel está aproveitando ao máximo sua posição única na indústria a fim de oferecer uma combinação de arquiteturas escalares, vetoriais, matriciais e espaciais implantadas em CPUs, GPUs, aceleradores e FPGAs unidos por um único modelo de programação, o oneAPI, a fim de simplificar o desenvolvimento de aplicativos.