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Durante l'Architecture Day 2020, Intel ha presentato ufficialmente nel dettaglio i SoC Tiger Lake dedicati al segmento di mercato dei portatili ultrasottili. Composti da core Willow Cove e GPU Xe LP, sono davvero tante le novità da scoprire riguardo questi nuovi chip dell'azienda di Santa Clara.
I chip Tiger Lake di Intel puntano a dominare la fascia di mercato delle CPU a basso consumo da 7W a 15W nel 2020, con nuovi chip della famiglia "H" con potenze variabili tra 25W e 45W in arrivo nel 2021. I SoC sono realizzati con il nuovo processo produttivo a 10nm SuperFin della casa americana che ne consente un aumento di efficienza a due cifre rispetto ai modelli a 10nm classici. Ciò ha permesso ad Intel di alzare significativamente le frequenze di questi chip senza rinunciare all'efficienza energetica.
La componente CPU dei chip Tiger Lake è composta da quattro core di tipo Willow Cove dotati di HyperThreading. I miglioramenti all'architettura dei core permettono un aumento significativo di prestazioni misurabili in IPC (Instructions Per Cycle) rispetto ai veri core Skylake dei SoC Comet Lake e un piccolo ma comunque presente miglioramento rispetto ai core Sunny Cove dei chip Ice Lake.
Derivati dall'architettura Sunny Cove, i core Willow Cove sono stati migliorati in tre aree principali. Nonostante le cache di primo livello non siano state modificate, i Willow Cove dispongono ora di ben 1,25MB di cache L2: questo aumento delle dimensioni è attribuibile alla natura non inclusiva della cache, cioè i dati possono risiedere solo in questo livello di cache, oppure ritirarsi nella cache L3 di ultimo livello, ma non possono mai esistere su entrambe le cache contemporaneamente. Anche la cache L3 condivisa da tutti e quattro i core è stata aumentata di dimensioni arrivando a 12MB. Come la cache L2 anche la memoria temporanea di terzo livello è di tipo non inclusivo.
I core Willow Cove sono dotati anche della tecnologia Control Flow Enforcement, una protezione a livello hardware contro gli attacchi laterali orientati al return/jump. Ottimizzati con il processo produttivo SuperFin a 10nm, funzioneranno a velocità di clock significativamente più elevate rispetto ai core Sunny Cove, con un conseguente guadagno netto di prestazioni rispetto Ice Lake nonostante lo stesso livello di potenza.
Per quanto riguarda la componente GPU, con i chip Tiger Lake vedremo finalmente debuttare le grafiche integrate di dodicesima generazione basate su architettura Xe LP. La iGPU Xe LP di Tiger Lake promette un guadagno di prestazioni di due volte rispetto alla iGPU Gen11 di Ice Lake. La maggior parte dell'innovazione consiste in un aumento del 50% nelle prestazioni SIMD (Single Instructions Multiple Data) e una combinazione di aumento di IPC e velocità di clock, insieme a una struttura della cache ridisegnata dedicata all'iGPU.
Le iGPU Xe LP dispongono di 96 unità di esecuzione (EU), un aumento del 50% rispetto alla generazione precedente. Intel ha riprogettato l'unità di esecuzione per renderla più efficiente, con otto pipeline ciascuna in grado di gestire contemporaneamente sia operazioni FLOAT che INT, abbinate a due pipeline matematiche estese dedicate. Ciò è vagamente analogo all'esecuzione simultanea di FP+INT introdotta da Nvidia con i core CUDA nella famiglia di GPU Turing. Le ALU FP+INT a 8 livelli offrono il doppio delle prestazioni di esecuzione INT16 e INT32 rispetto alla generazione precedente e introducono la matematica rapida INT8. Sebbene Intel non abbia menzionato la frequenza, ha menzionato che il processo SuperFin a 10nm offre all'iGPU Xe LP frequenze fino al 70% più alte ad una data tensione rispetto alla Gen11.
Ovviamente non si parla solamente di miglioramenti misurabili in potenza pura, le iGPU Xe LP possiedono anche nuove e migliorate capacità multimediali. Il nuovo motore multimediale delle Xe LP è caratterizzato da un aumento di prestazioni di codifica/decodifica dei media, raddoppiando le prestazioni di accelerazione hardware rispetto alla generazione precedente e consentendo a Intel di aggiungere il supporto per i formati video più recenti che richiedono una maggiore potenza di calcolo.
Il motore multimediale supporta la decodifica hardware AV1, la codifica del contenuto dello schermo in HEVC, l'accelerazione della riproduzione dei formati HDR e Dolby Vision e una pipeline video end-to-end a 12 bit per cella, i video con risoluzione fino a 8K fino a 60fps non dovrebbero avere problemi. Tra gli standard di uscita verso i display supportati ci sono DisplayPort 1.4, HDMI 2.0, Thunderbolt 4 e USB4 Tipo-C. Sono inoltre supportati refresh rate fino a 360Hz e lo standard VESA Adaptive Sync.
A completare la configurazione del SoC Tiger Lake troviamo un controller di memoria in grado di supportare fino a 128GB di RAM in configurazione Dual Channel negli standard DDR4-3200 (nativo), LPDDR5-5400 e LPDDR4X. Non manca il supporto alle linee PCIe 4.0: 16 dedicate alle GPU discrete e 4 ad uno slot NVMe M.2.
Ora non resta che aspettare il prossimo mese per la presentazione dei primi laptop Tiger Lake per mettere mano di persona con questa nuova generazione di CPU Intel e verificare con mano i miglioramenti apportati.
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