Intel ha revelado la arquitectura Meteor Lake, enfocada en procesadores para portátiles, que tiene como bandera el rendimiento y la eficiencia energética, tomando como base el proceso de construcción Foveros 3D y la arquitectura de fabricación Intel 4.
Además de sus novedades técnicas, Meteor Lake representa para la compañía el cambio más grande en su arquitectura de los últimos 40 años, sobre todo por el reacomodo de los distintos componentes.
Esta nueva distribución tiene como características adicionales nuevos núcleos de baja potencia, un motor para Inteligencia Artificial por hardware, además de optimizaciones para mejorar la comunicación entre sus distintas partes, específicamente entre la unidad de gráficos y de procesamiento.
Así es la arquitectura Meteor Lake
La nueva estructura de Meteor Lake cuenta con cuatro secciones, cada una enfocada en abordar procesos específicos del CPU: el núcleo informático, el SoC donde se integra un módulo de IA, el de GPU con gráficos Intel Arc y el de IO para la conectividad.
Para vincular todo está Ring Fabric, que funciona como una especie de carril entre los distintos componentes para una comunicación más eficiente, pues cada una de las secciones se puede administrar de forma independiente en sus niveles de potencia, pero todas se encuentran coordinadas por el SoC.
Empezando por el mosaico de computación, este integra los E-core de la serie Crestmont y P-core de Redwood Cove, ambos de última generación. Estos últimos, cuentan con un mejor desempeño y eficiencia, así como un mayor ancho de banda por núcleo, traduciéndose en un rendimiento más alto para cada unidad, optimizados con la tecnología de Intel Thread Director.
Para su construcción utiliza el proceso de fabricación de 7nm de la marca, Intel 4, donde se utiliza litografía ultravioleta extrema (EUV). Esto significa que en comparación con Intel 7, tiene el doble de área para transistores, más de 20% de eficiencia energética y un alto rendimiento a lo largo de todo su rango de voltaje.
En el SoC (System On a Chip) Intel agregó una Unidad de Procesamiento Neuronal (NPU) que le permite al procesador tener capacidades de IA de bajo consumo compatibles con interfaces como OpenVINO.
Además, se integraron dos núcleos E (también Crestmont), que están fabricados para baja potencia energética y que tienen como objetivo poder manejar trabajos en segundo plano, liberando para otras tareas el resto de núcleos.
Dentro del SoC también está el Xe Media Engine, en lugar de estar ubicado en la sección de gráficos, por lo que puede realizar ciertas tareas con mayor eficiencia sin tener que requerir de GPU. También a esta sección se agregó el Xe Display Engine, permitiendo una interacción directa con el motor de contenido multimedia, ahorrando energía y extendiendo la batería del equipo.
Como parte de este módulo también encontramos soporte para Wi-Fi 6E, Wi-Fi 7, 8K, HDR, AV1, así como la compatibilidad con estándares HDMI 2.1, DisplayPort 2.1 y controladores de memoria.
Pasando al módulo de GPU, que también cuenta con capacidades para media, la compañía decidió llevar los gráficos Intel Arc a Meteor Lake, en una combinación de capacidades de su Xe-HPG y la optimización de potencia de la Xe-LP, en una microarquitectura llamada Xe-LPG.
Este sistema permite entregar hasta el doble de rendimiento en gráficos y en consumo por watt comparado con la generación anterior, incluyendo soporte para DX12 Ultimate, aceleración de hardware para ray tracing, Variable Rate Shading y hasta optimizaciones de energía para no utilizar todos los núcleos en las tareas menos demandantes.
Ya que se mejoró la curva de frecuencia y voltajes para Meteor Lake, Intel detalla que la GPU puede correr a un voltaje mínimo mucho más bajo y alcanzar velocidades de reloj mucho más altas, para un mayor rendimiento y eficiencia. Además, al utilizar machine learning y técnicas IA, se puede alcanzar hasta un 20% de reducción de energía.
Por último está la sección de IO, que contiene soporte para la tecnología Thunderbolt 4 y PCIe Gen 5. Intel detalla que un módulo dedicado específicamente a IO era necesario, puesto que con esto se puede solventar la falta de conexión entre otras partes del procesador, expandirlo el SoC y hasta añadir variantes de diseño para cada mercado.
La IA llega a los procesadores de Intel para laptops
Sin duda uno de los elementos más interesantes de Meteor Lake es su integración de un motor de IA.
Intel detalla que la IA actualmente se encuentra en todos lados, de momento en la nube, pero en el futuro también lo estará en los equipos realizando no solo tareas de mejora (audio, video, streaming o gaming), sino también de asistencia, productividad, y prácticamente en “todo lo que el usuario haga”, algo que ya se anticipa con Windows Copilot.
Para poder cumplir con esta visión, Meteor Lake integra varias secciones enfocadas en trabajo con Inteligencia Artificial. Por ejemplo, en el módulo de gráficos del CPU se cuenta con procesos de IA dedicados a trabajos de rendimiento, como en media, 3D o en renderizado, además del NPU en el SoC.
Dentro del módulo de computación, esto significa una respuesta más rápida y con menor latencia en tareas de IA, ya que hay un segmento del CPU enfocado directamente en esa carga de trabajo.
Esta es la primera vez que Intel integra un NPU en este tipo de productos, y su arquitectura abre las posibilidades para liberar el CPU de los usuarios en algunos procesos o directamente para cargas de trabajo que antes utilizaban conexión a la nube.
Eso sí, para poder aprovechar esta capacidad se requiere de contar con los drivers adecuados, que Intel ha hecho compatibles con casi todos los modelos de lenguaje. Por lo pronto ya hay algunos casos de uso.
Uno de ellos es Audacity en combinación con Riffusion, que puede aprovechar el NPU del CPU Meteor Lake para cumplir con un determinado prompt, procesando de forma local. Además, gracias a la vinculación con Microsoft, se aprovecha la IA en las aplicaciones de Office, Windows Studio Effects y DirectML, y se tiene compatibilidad con algunos programas de Adobe, así como con el kit de herramientas de OpenVINO.
De forma adicional, Intel cuenta con soporte para otras herramientas con su NPU. Entre ellas están grandes modelo de lenguaje como LLaMA v2, generadores de imagen como Stable Diffusion, optimización de imágenes y hasta en plataformas y funciones colaborativas como filtros de audio, correcciones de encuadres y más.
La construcción en capas
A diferencia de los procesadores de 13ra Generación, que combinaban múltiples funciones en un mismo silicio (die), al que se le conocía como SoC, en Meteor Lake la compañía decidió utilizar Foveros, una tecnología de empaque que permite hacer frente a la dificultad y al aumento de costo de diseño, así como a la manufactura de silicios más complejos y variados en forma monolítica a través de un montaje "por capas".
Foveros permite prácticamente combinar varios bloques con distinta funcionalidad y diferentes técnicas de impresión en un solo CPU, solucionando así los problemas que han surgido en el avance de los procesadores. En Meteor Lake se integran cuatro módulos, el de gráficos, el SOC, la sección de computación que usa Intel 4, además del módulo IO.
Esta nueva arquitectura de procesador también soporta Wi-Fi 7, Bluetooth 5.4, Intel Unison, la suite “Connectivity Performance" de Intel, Thunderbolt 4, y un Thread Director optimizado.
Este ahora es mucho más eficiente en la distribución de recursos, buscando principalmente “contener” las cargas de trabajo en los núcleos E del SoC, aunque en caso de requerirlo, prioriza el uso de los E-core en el módulo de computación antes de pasar a los núcleos-P.
Aún faltan detalles por conocer de Meteor Lake
Por lo pronto Intel no reveló cuáles serán las configuraciones de núcleos e hilos que llegarán en los procesadores con arquitectura Meteor Lake, por lo que será necesario esperar no solo las distintas opciones, sino también su consumo energético específico, y eventualmente, el rendimiento que tendrán respecto a generaciones anteriores y la competencia.
Eso sí, se espera que los CPU que usen la arquitectura Meteor Lake sean presentados antes de que termine 2023, por lo que no habrá que esperar mucho para conocer cada una de sus variantes.
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