Architettura Tremont, il nuovo core Atom a basso consumo di Intel

Intel ha svelato i primi dettagli su Tremont, un’architettura x86 a basso consumo che offre prestazioni nettamente superiori rispetto alle precedenti generazioni, l’ultima delle quali prende il nome di Goldmont Plus e ritroviamo anche in chip desktop e mobile delle serie Pentium e Celeron.

L’azienda ne ha parlato nel corso della Linley Fall Processor Conference che si è tenuta a Santa Clara, California, ma il nome Tremont non ci è del tutto nuovo: all’Architecture Day dello scorso anno l’azienda l’aveva inserito in una roadmap, indicandone anche i successori: Gracemont e “Future Mont”.

“Tremont è l’architettura x86 a basso consumo di Intel più avanzata a oggi. Ci siamo concentrati su una gamma di carichi di lavoro complessi e attuali, considerando connettività, navigazione, operatività quotidiana e batteria in modo da poter aumentare le prestazioni in modo efficiente. È un’architettura progettata per garantire maggiore potenza di calcolo in package compatti a basso consumo”, ha affermato Stephen Robinson, senior principal engineer che si è occupato di Tremont.

Tremont rientra nella famiglia di proposte Atom, non appartiene alla famiglia Core che invece si rivolge al mercato mainstream. Focus del core Tremont sono le prestazioni in single thread, con l’obiettivo di raggiungere una sostanziale parità con l’architettura Core. Come vedete dal grafico, c’è una sostanziale sovrapposizione, almeno fino a un certo punto (l’architettura Tremont non raggiungerà frequenze eccessivamente elevate).

In base ai test interni su primi sample, Intel ritiene di poter offrire con Tremont il 30% in più di prestazioni single-thread rispetto a Goldmont Plus. Si tratta però di una media, con picchi decisamente più alti, il che unito ai consumi non dichiarati ma presumibilmente piuttosto ridotti grazie all’uso del processo produttivo a 10 nanometri, permetterà di usare l’architettura Tremont in molteplici settori. Un esempio su tutti? Il Surface Neo mostrato recentemente da Microsoft.

Il chip Lakefield al suo interno è un SoC a 10 nanometri (12 mm2 – 12 x 12 x 1 mm) formato da un singolo core Sunny Cove, quattro core Atom Tremont e una GPU Gen11 con 64 Execution Unit. Praticamente un chip “penta-core” con una GPU integrata.

Lakefield è reso possibile grazie a Foveros, una tecnologia di packaging 3D che Intel ha intenzione di usare per realizzare processori impilati l’uno sull’altro. Insomma, Lakefield può essere visto come un chip 3D, con i vari livelli che si parlano tramite TSV (Through Silicon Via), ossia connessioni elettriche verticali e altre soluzioni.

Non solo un aumento dell’IPC, per Tremont Intel ha anche rinnovato l’ISA (instruction set architecture), la sicurezza e tutto ciò che serve per non far lievitare i consumi. Tremont adotta un decoder out-of-order 6-wide (2×3-wide clustered) nel front-end che garantisce un modo molto più efficiente di alimentare un back-end più ampio, fondamentale per le prestazioni.

Aumenta la cache L2 fino a 4,5 MB e anche la cache L1 data. Per la prima volta in ambito Atom, inoltre, c’è una cache di terzo livello (L3). Un’unità importante come il branch predictor guadagna maggiore intelligenza fino a diventare “di classe Core”, ossia è in grado di “indovinare” più spesso e rapidamente quali sono le istruzioni successive da eseguire. Intel afferma di aver preso l’unità BPU e i prefetch direttamente dal core Sunny Cove a bordo delle CPU mobile Ice Lake e di averle riadattate.

Inoltre è importante sottolineare il supporto a nuove istruzioni (non ancora note) e tecnologie, a partire dalla presenza di Speed Shift, evoluzione di Speed Step. Con questa tecnologia il sistema operativo cede il controllo della frequenza e della tensione al processore, garantendo così una maggiore reattività.

Tremont supporta inoltre la cifratura totale della memoria per impedire attacchi fisici, “Rooted Secure Boot” e “Boot Guard” per proteggere la fase critica dell’avvio del sistema e altro ancora che conosceremo non appena i primi chip con core Tremont arriveranno sul mercato. Aspettiamoci soluzioni per il mercato client, datacenter, reti 5G e Internet of Things.