Unified Core: Intel chystá přelomovou změnu v procesorech

Jak známo, od roku 2021 používá Intel hybridní architekturu CPU s velkými a malými jádry (od procesorů Core 12. generace, ale vyzkoušel si to už s experimentálním procesorem Lakefield o rok a půl dříve). Malá jádra „E-Core“ odvozená od někdejších čipů Atom jsou ovšem u řady lidí dost nepopulární. Na obzoru se teď ale rýsuje razantní změna – zatímco teď má Intel dvě zcela rozdílné architektury, v budoucnu přejde na jedinou.

V neoficiálních únicích a drbech na internetu, které je občas nesnadné odlišit od nepodložených spekulací, se už nějakou dobu objevuje zvěst, že Intel do budoucna chystá něco označeného Unified Core. Tento program, jak už název naznačuje, má sjednotit dvě rozdílné architektury jader, které Intel v současnosti vyvíjí.

Velká jádra (P-Core) jsou totiž potomky ortodoxní line procesorů Intelu, která poháněla procesory Nehalem, Sandy Bridge, Haswell, Skylake až po Tiger Lake a Rocket Lake. Tato jádra jsou přes Core 2 (rok 2006) přímými potomky architektury P6 z procesoru Pentium Pro (1995), kterým vůbec začalo dlouholeté technologické panování Intelu a platformy x86 v procesorech (do té doby vládly ve výkonu procesory RISC a předpokládalo se, že instrukční sada x86 jim nikdy nebude moci konkurovat).

Jádra E-Core jsou zase potomky úsporné mobilní architektury Silvermont, která začala v čipech Atom „Bay Trail“ pro tablety v roce 2013 a později na ní byly postavené úsporné a levné čipy Celeron a Pentium několika generací, populárně nepopulární kvůli nízkému jednovláknovému výkonu tzv. „malých jader“.

V hybridních procesorech jsou obě tyto linie jader použité vedle sebe, což vyvolává problémy například s podporou instrukčních sad – Intel kvůli tomu odebral podporu AVX-512, kterou jen pár let předtím zavedl do velkých jader.

Unified Core neboli unifikované jádro má podle drbů znamenat to, že jednu z těchto architektur Intel opustí a nahradí v procesorech druhou – nebo je obě nahradí jednou zcela novou. Nicméně to nejspíš nebude znamenat, že se procesory Intel zase vrátí k úplně nehybridnímu konceptu s homogenními jádry. Očekává se, že Intel bude pořád používat rozdělení na jádra P-Core s vyšší spotřebou specializovaná na vysoký jednovláknový výkon a úspornější jádra E-Core, která budou upravená tak, aby měla co nejvyšší energetickou efektivitu a/nebo co nejvyšší výkon v poměru k zabrané ploše na čipu. Ale oba typy jader tentokrát budou mít architekturu patřící do jedné linie, jen v každé generaci budou mezi oběma verzemi nějak pozměněné parametry a detaily.

Mělo by to zřejmě být blízké tomu, jak tvoří hybridní procesory AMD se svými „klasickými“ a „dense“ jádry. Výhody jsou v tom, že obě verze budou asi vyvíjeny současně a budou sdílet technologie a zlepšováky, místo aby existovaly zcela oddělené týmy. Také by už neměl být problém s výrazně odlišnými výkonnostními charakteristikami instrukcí (výkon samotný se ale asi lišit bude) a nebude problém s tím, že jádru E-Core budou chybět některé instrukce podporované jádrem velkým.

Unified Core potvrzeno

Ač informace o Unified Core kolovaly už delší dobu, nyní je tu novinka – Intel veřejně zmínil existenci tohoto plánu a programu. Firma ho přímo jmenuje v inzerátu hledajícím inženýry, který byl nedávno zachycen na LinkedIn a který hledá zkušeného inženýra pro funkcionální ověřování návrhu CPU do „Unified Core teamu“, konkrétně do skupiny zaměřené na „Silicon and Platform Engineering“.

Je to pravděpodobně první zcela konkrétní potvrzení toho, že Intel na unifikovaném jádru pracuje. To je asi zatím pořád pár let vzdáleno, takže nelze zaručit, že třeba program neselže jako se to údajně stalo u projektu „Royal Core“, což prý byla snaha vyvinou také úplně novou architekturu jádra, na čemž pracoval v Intelu Jim Keller. Tento projekt Intel nikdy oficiálně nepotvrdil a také víme, že už skončil – nejspíš byl návrh příliš ambiciózní či vsadil na koncepty, které se ukázaly být slepou uličkou, a nepodařilo se mu přijít s výsledkem, který by nakonec byl lepší, než existující architektury Intelu.

Unified Core je snad na lepší cestě a už pokročilo dál, takže se ho doufejme skutečně dočkáme. Pro fanoušky Intelu by to nejspíš mohl být bod, kdy firma udělá určitou čáru za minulostí a mohla by opět předvést razantní technologický pokrok, možná ne nepodobný tomu, když v roce 2006 nahradila Pentium 4 úspěšnými procesory Core 2 s architekturou také nazývanou „Conroe“, takže se od té doby občas používá termín „Conroe moment“. Pro Intel to tehdy nebylo nepodobné tomu, jak se AMD obrodilo v roce 2017 architekturou Zen.

Unified Core může být založeno na E-Core, ne P-Core

Přitom se možná rýsuje zajímavá věc. Podle neoficiálních drbů údajně vývoj unifikovaného jádra zřejmě vychází ne z dosavadních velkých jader P-Core, nyní představovaných jádrem Lion Cove (či mírně upraveným Cougar Cove v procesorech Panther Lake), ale z oněch menších jader E-Core, která nyní představuje architektura Skymont (Darkmont v Panther Lake).

Nemusíte se ale zřejmě bát toho, že výkon klesne a už budou existovat jen malá jádra. Zřejmě to znamená to, že potomci Skymontu budou výrazně posíleni, aby jejich parametry dosáhly výkonu velkých jader – a separátně budou mít ještě „light“ úspornější verzi, která bude použitá jako E-Core. To, že se ve velkém jádru změní DNA z jader „Cove“ na jádra „Mont“, nemusí vůbec přinést nevýhody.

Jsou totiž určité náznaky, že architektura dnešních velkých jader se už přežila a Intel má problémy ji dále vyvíjet – jádro Lion Cove například dosáhlo relativně malého nárůstu IPC (výkonu na 1 MHz frekvence) proti předchůdci, ačkoliv provedlo hodně velký upgrade svých vnitřních struktur a „šířky jádra“. A současně je plocha tohoto jádra velmi velká, což ukazuje na to, že jde o výrazně méně efektivní návrh, než má třeba Apple, ale i AMD (které přitom používá stejnou instrukční sadu x86, takže lze srovnávat, a navíc používá starší proces TSMC s nižší hustotou tranzistorů).

Jádro Skymont naopak předvádí docela slušnou efektivitu v poměru k zabrané ploše a zejména také v mezi svými generacemi ukazuje výrazné nárůsty výkonu. Zdá se, že jeho architektura je zdravější v tom, že se ji daří snáze a lépe dál vyvíjet. Dost možná má i díky mladšímu datu méně „bagáže“ a různých problematických dědictví a technických dluhů, které komplikují další úpravy. Proto možná bude mít pozitivní dopady, pokud převezme otěže po dnešních P-Core a stane se základem pro ona unifikovaná jádra.

• Více: Nové velké jádro Intelu: Lion Cove je největší změna od Nehalemu
• Více: Architektura Skymont odhalena. Malé jádro Intelu trumfne velké?

Izraelský tým se přežil, je třeba nová krev?

Je možné, že ona relativní neefektivita a těžkopádnost dnešních jader P-Core a zdánlivě lepší drajv a obratnost ve vývoji dnešních jader E-Core jsou něčím spojeným i s jejich vývojovými týmy. Jádra P-core několik posledních generací vyvíjí tým Intelu v Izraeli. Ten si získal věhlas právě tím, že zmíněnou architekturou Conroe „zachránil“ Intel v době problémových procesorů Pentium 4. Ale nic netrvá věčně a zdá se, že nyní jsou výkony tohoto týmu možná spíš horší a táhnou Intel ke dnu. Naopak jádra E-Core a „Atomy“ vyvíjel tým v americkém Austinu. Je možné, že je to teď ten, který představuje v Intelu mladou, schopnější a perspektivnější krev. Mimochodem, ona pozice v týmu Unified Core byla otevřena právě v Austinu.

I z toho důvodu může být onen architektonický reset založený na malých jádrech pro Intel přesně to, co potřebuje. Může to nakonec být přesně opakování onoho momentu „Conroe“, jen to tentokrát bude vyžadovat nahrazení potomků původního Conroe. Což ale není zvláštní, když si vezmeme, že to bude po více než dvaceti letech. Po tak dlouhé době může být reset skutečně potřebný.

Uvidíme za dva, tři roky?

Jak kvalitně to nakonec dopadne v hotových procesorech, to teprve uvidíme. Intel zatím neoznámil, které procesory by měly jako první být na unifikované architektuře založené, ale víme, že příští generace Nova Lake to nebude, a nejspíš ani ta následující, která nejspíše bude ještě mírnější evolucí jader z Nova Lake. Tyto procesory mohou ale asi být labutí písní původní linie jader P-Core historicky navazujících na Core 2, Sandy Bridge, Skylake a tak dále. Procesory s Unified Core bychom možná mohli vidět někdy okolo roku 2029.

Zdroj: Intel, VideoCardz

Jan Olšan, redaktor Cnews.cz

⠀