Intel: nézzék csak, milyen innovatívak vagyunk!

Most zajlik az Intel Developer Forum, a processzorgyártó nagy globális fejlesztői rendezvénye. A cég hagyományosan ezen mutatja be új processzorait és beszél a következő néhány generációval megcélzott irányokról. Az "új Intel" azonban már nem akar többé a processzorgyártó szerepében maradni, chipek, tranzisztorszámok, nanométerek és a tikk-takk helyett így idén egy jövőkutató konferenciába oltott techdemót hozott össze a vállalat. És mellékesen egy valóságshow-t is bejelentett.

A Skylake processzorok a hónap elején rajtoltak a piacon, a cég azonban általános megdöbbenésre gyakorlatilag semmit nem árult el az új generációs lapkákról. Pedig lett volna miről beszélni, a Skylake egy új mikroarchitektúrát jelent, ilyenkor (különösen a fejlesztőknek) nagyon fontos, hogy milyen műszaki irányok mentén fejlesztette a lapkát az Intel. Az információhiányt az IDF keynote sem oldotta fel, a cég gyakorlatilag egy szót sem szólt a Skylake-ről - szerencsére a show-t követő műszaki fókuszú előadásokról azért csak sikerült összeszedni a szükséges információkat.

Szenzorok, okosabb környezet, a felhasználó kiegészítése

A Skylake újdonságokra is sort kerítünk, de talán még ennél is érdekesebb a keynote - a sorok között olvasva kirajzolódik, hogy milyen vállalatként képzeli el magát, és milyen vállalatként szeretné láttatni magát az Intel. A cég a keynote elején három pontban foglalta össze elképzeléseit a számítástechnika és saját jövője kapcsán, kezdve az egyes eszközök kiterjedtebb szenzoros felszerelésével, amely a látástól a tapintásig számos érzékkel látja el a gépeket. A második pont a környezet "okosítása", azaz a mindennapi eszközök online kapcsolattal való felruházása volt, harmadik fontos területként pedig a vállalat egy új megközelítésről beszélt, amely szerint a hasonló eszközök a felhasználó kiegészítéseként működnek. A három tehát: érzékelők, okosítás és hordható technológia.

^{Fotó: Anandtech}

A sor tehát a szenzorokkal kezdődött, amelyek kapcsán azért részben előkerültek a Skylake chipek, egész pontosan azok saját mikrofonbemenete, amelynek köszönhetően a lapkákkal kikerülhető a nagyobb fogyasztású ADC/DAC átalakítók használata. A cég olyan képességeket demózott, mint a wake-on-voice, azaz a számítógépek alvó állapotból való felébresztése hangparanccsal vagy épp a Cortana használata. Ez a képesség dedikált hangfeldolgozó chipekkel nehezen valósítható meg, pontosan azok fogyasztása miatt, a CPU-ra integrálva azonban megvalósítható a folyamatosan hallgatózó, kulcsszóra ébredő tablet és PC.

A következő szereplő - még mindig az érzékelőknél - az Intel kedvenc fejlesztése, a RealSense térérzékelős kameratechnológia. Az érdekes, de jobbára haszontalannak tűnő technológiát az Intel a Google-lel közösen, a Project Tango keretében már prototípusba is beépítette. Ez már áttörésnek számít, eddig csak dedikált perifériaként (PC mellé) vagy táblagépbe fért bele a rendszer, az okostelefon már egy új szintet jelent. A kétkedőknek végre egy alkalmazási területet is mutatott az Intel, a RealSense-t egy "robotkomornyikba" is beépítette: a kerekeken guruló, Relay névre keresztelt jószágot többek között szállodáknak szánják, ahol azok szobapincérként működhetnek, az útban lévő vendégeket és tereptárgyakat pedig a kamerákkal érzékelve kerülgethetik.

Noha az Intel által bemutatott térérzékelés funkció eddig telefonokban és tabletekben nem igazán mutatott többet egy érdekes vizuális effektnél, a robotok mélységérzékelésében már hasznosabb szerepet tölthet be. A kamerák ennek megfelelően támogatni fogják, az egyébként Relay-en is futó ROS-t, (Robot Operating System) így a rendszert használó más gyártók is alkalmazhatják azokat. A RealSense ezen felül az Unreal Engine-től az Androidig "mindent" támogat majd.

^{Fotó: Anandtech}

Szintén érdekes megoldás a Razer ugyancsak frissen bejelentett, RealSense-t használó kamerája, amelyet az Intel a Twitch játékközvetítő platformmal demózott: az eszköz képes a kommentátort elválasztani a háttértől - mint ha greenboxról lenne szó - és az aktuális stream fölé helyezni. A kamera a tervek szerint jövő év elején lesz kapható. Ilyen megoldások már ma is elérhetőek a piacon, a Razer-féle modell egyedi megkülönböztető jegyéről a cégek nem beszéltek (feltételezhetően kevésbé terheli majd a CPU-t). A RealSense kapcsán a Razer a VR-t célzó fejlesztéseket is kiemelte, ezen a területen azonban egyelőre nincs még bemutható termék.

A processzor kezében az órajel

A keynote után a gyártó szerencsére a Skylake processzorok, illetve a hozzájuk tartozó GPU-k motorházteteje alá is bepillantást engedett, noha túlzottan továbbra sem merült el a részletekben. Lássul tehát, mitől gyorsult és fogyaszt kevesebbet a Skylake, mint az előző generációk. A félvezetőgyártás legnagyobb problémája az elmúlt évtizedben a processzorok fogyasztás-teljesítmény dinamikatartománya, vagyis egyetlen mikroarchitektúrával lefedni a szerveres lapkák piacától a passzív hűtésű ultrabookokig mindent. Ez hatalmas kihívás, a Haswell a 100 watt fölötti lapkáktól egészen 5 wattig skálázódott. A fogyasztás-teljesítmény mellett pedig a tokozott processzor fizikai méretével is játszani kell - a gigantikus Xeonok egészen egyszerűen nem férnek bele a tabletekbe.

Az egyik irány az SoC - vagyis a rendszer működéséhez szükséges kiegészítő lapkák integrálása a CPU mellé, amely így közös tokozásban, vagy közös szilíciumon sokkal kevesebb helyet foglal és sokkal kevesebbet is fogyaszt. Az első Core architektúrás SoC a Haswell generációval érkezett meg, a Skylake SoC azonban tovább viszi ezt az irányt.

A lapkák támogatni fogják a tableteknél népszerű alacsony fogyasztású I/O csatornákat, mint az eMMC és az SDXC tárolók, a CSI (Camera Serial Interface). További fejlesztés, hogy a processzor fejlett hardveres kép- és videofeldolgozó egységet kapott, így dedikált hardveren futhat ezek feldolgozása a CPU helyett. A Skylake SoC-n található ISP akár négy darab 13 megapixeles kamera jelét is képes feldolgozni, videót 1080p@60Hz vagy 2K@30Hz formátumban fogad. Van hardveres pillantás és mosolyészlelés, panoráma kép és HDR is.

Nyerd meg az 5 darab, 1000 eurós Craft konferenciajegy egyikét! A kétnapos, nemzetközi fejlesztői konferencia apropójából a HWSW kraftie nyereményjátékot indít.

Ami a teljesítményt illeti, a Skylake inkrementális újításainak köszönhetően órajelenként egyszerre hat utasítással is megbirkózik (bizonyos körülmények között), továbbá a Haswellből ismert 192 helyett már 224 utasítást képes az out-of-order pufferben tárolni. A lapkákban emellett a prefetching is okosabb lett, a processzor abból például kiterjedt spekulatív végrehajtás során vissza is vehet - ezzel a lapka erőforrásokat is felszabadít, a meghatározott energiakeretből így több maradhat például a magasabb működési frekvenciára.

Az Intel szerint továbbá a processzormagokat és egyéb komponenseket összekötő ring busz is fejlettebb lett. Alapesetben gyorsabb lett, sávszélessége duplájára nőtt, azaz változatlan fogyasztás mellett nagyobb teljesítményre képes. De ha az alacsony fogyasztás a lényeg, akkor ugyanolyan sávszélesség érhető el, lényegesen alacsonyabb energiafelvétel mellett.

Alaposan átalakult a Crystalwell kiegészítő eDRAM chip szerepe is. A Broadwell lapkák esetében a 128 megabájtos eDRAM lapka a negyedszintű gyorsítótár szerepét látta el, vagyis ugyanolyan relációban állt a harmadszintű gyorsítótárral mint a harmadszintű a másodszintűvel (olyan adatokat őrzött meg, amelyek kiszorultak az egyes alacsonyabb szintű tárból). A Skylake esetében az eDRAM már a memóriavezérlő alá tartozik, és gyakorlatilag a RAM gyorsítótáraként funkcionál, nem a cache-alrendszer része. Ezzel kikerül ez az elem a cache-koherencia köréből is, ami látványosan csökkenti az írás-terhelést is.

Slusszpoén: az elrendezés lehetővé teszi, hogy az eDRAM tartalmához a PCIe eszközök (értsd: videokártyák) és a videós kimenetet előállító motor is hozzáférjen. A kisérleti Crystalwell lapka szerepét az első iterációhoz képest tehát optimalizálta az Intel, izgalmas kérdés lesz, hogy ennek milyen hatása lesz a kiegésztő lapkával ellátott processzorok teljesítményére. Amúgy a Skylake-kel e kiegésző immár nem fixen 128 megabájtos, lesz 64 megás verzió is.

Fogyasztás, fogyasztás

Energiatakarékosság terén a Skylake egyik fő újítása Speed Shift Technology. Hagyományosan a processzorok energiagazdálkodásáért részben a chipek, részben pedig az operációs rendszer felel. A gyakorlatban a rendszer a minimum és a "normál" állapot között vezérli a processzor teljesítményét (megfelelő power state beállításával), a processzor pedig a Turbo Boost bekapcsolásáról dönt saját hatáskörben.

A Speed Shift Technology bevezetésével ez szinte teljes egészében a processzor kezébe kerül át, az operációs rendszertől érkező jelzések csupán a prioritásokat jelölik ki (teljesítmény vagy fogyasztás dimenzióban), ennek fényében a processzor a teljes skálán szabályozhatja működését. A váltás oka, hogy a rendszer-processzor kommunikáció komoly késleltetést vezet be, az üzenetváltás akár 30 milliszekundumot is kitehet, ezzel szemben a Speed Shift akár 1 ezredmásodperc alatt is képes teljesítményszintek között váltani. Ez azt jelenti, hogy sokkal gyakrabban, sokkal rugalmasabban válthat a szintek között az órajel és a feszültség, vagyis sokkal pontosabban követheti az aktuális terhelést.

Akár háromszeletes integrált GPU-k

A vállalat a Skylake generációval érkező GPU-król is elárult néhány új részletet: a grafikus egységek architektúrája fő elemeit tekintve nem sokat változott, az továbbra is moduláris "szeletekre", illetve alszeletekre (slice és subslice) épít, amelyek a végrehajtó egységeket (EU) tartalmazzák. Ezekhez párosul egy plusz "unslice" egység, amely különböző médiafunkciókért felel (ilyen például a hardveres kódolás/dekódolás).

A Skylake-ben az unslice jóval önállóbb lesz, saját, dedikált energia- és óradomént kap, azaz a többi szelettől független működésre képes. Ez kifejezetten energiahatékony működést vetít előre, miután a lapka így az unslice-on kívül az összes szeletet lekapcsolva hagyhatja, olyan esetekben, amikor a GPU-nak kizárólag ez a része kap terhelést (például videolejátszás alatt).

Az energiatakarékosság mellett az új GPU-k várhatóan teljesítményben is hoznak majd előrelépést, miután a korábbi, "kétszeletes" GPU-k mellett az Intel már a három szeletből álló grafikát is készít. Ez szeletenként három alszelettel, illetve alszeletenként nyolc végrehajtó egységgel számolva összesen 72 EU-t jelent, ami komoly növekedés a korábbi 48-as maximumhoz képest. Ezekhez pedig az immár két kapacitásban elérhető eDRAM párosítható.

Bár a számok itt biztatónak tűnnek, azt egyelőre nem tudni, hogy a felhizlalt EU-szám pontosan mekkora előrelépést jelent. Viszonyításképpen az Ars Technica eredményei szerint a 48 EU-val szerelt Intel HD 6000 nagyjából 10-20 százalékkal teljesített jobban, mint a 24 végrehajtó egységet tartalmazó HD 5500.  A memória-sávszélesség persze ahogy eddig, most is szűk keresztmetszetet jelent az integrált GPU-knál, ugyanakkor a DDR4 támogatása valamelyest javít a helyzeten - igaz még mindig kétcsatornás vezérlőkről van szó,

Új irányt vesz a gyártó?

Visszatérve az eredeti gondolatra: milyen gyártó is szeretne lenni az Intel? Az IDF első napja alapján a cég szeretné magát "élmények" szállítójaként pozicionálni és a szoftverfejlesztőktől (legalábbis részben) visszavenni az innovációs fáklyát. Nem véletlen: a nyers processzoros teljesítmény növekedési üteme immár évek óra aggasztóan alacsony, ezen pedig a Skylake megjelenése sem változtatott. A vállalat így olyan egyedi felhasználási területeket igyekszik felvillantani, amelyek hardveresen gyorsíthatóak (értsd: szilíciuméhesek), hátha az egyik ilyen sikeressé válik. Erre egyelőre nagy pénzben ne fogadjunk.