Új magok, hibrid technológiával

Nem kevesebbet vállalt kinevezésekor az Intel jelenlegi vezetője, Pat Gelsinger, mint hogy egyenesbe hozza a cég utóbbi időben kissé bukdácsoló hajóját, és ugyan hiba lenne az Alder Lake-et túlzottan hozzá kötni (a processzorok fejlesztése nem pár hónapos, hanem inkább éves projekt), a helyzet mégiscsak az, hogy a hosszú idő után először ténylegesen új felépítést kínáló processzorcsalád sikerét vagy bukását az ő nevéhez fogja kötni a közvélemény. A tizenkettedik generációs processzorok alapvető újdonságaira korábban már kitértünk, de részletesebb ismertetésével még adósak maradtunk – ezt most a tesztre érkezett CPU kapcsán pótoljuk.

Egy ilyen, teljesen új processzorcsalád tesztje sosem egyszerű – most viszont duplán is nehéz dolgunk volt: miközben az Intel továbbra sem segíti munkánkat megjelenés előtti teszttermékek, dokumentáció stb. biztosításával, a különböző logisztikai, gyártási problémák miatt a partnereken át hozzánk érkező „tesztcsomagok” is nagyobb eséllyel akadnak fent út közben, így egyelőre csak a csúcsmodellt, az Intel Core i9-12900K-t tudjuk bemutatni.

Az kijelenthető, hogy az utóbbi években az Intel a végletekig kihasználta a 14 nm-es gyártástechnológiát, ami nehézzé tette számukra a versenyt az AMD-vel szemben, de a vállalat az Alder Lake-S kapcsán folyamatosan áttörésről beszélt. Ennek az alapját az Intel 7-nek nevezett 10 nm-es node adja, vagyis az asztali termékskálát tekintve végre elfelejtette a cég a 14 nm-es csíkszélességet, ami minden bizonnyal sokat számít, de önmagában nem feltétlenül elég a sikerhez. Emiatt az új fejlesztés egy olyan változást is hoz, amilyet korábban csak ultramobil szinten láthattunk, és ez egyértelműen a hatékonyság javítását és az energiatakarékosságot célozza.

(forrás: Intel) [+]

Az új, LGA1700-as tokozású processzor tranzisztorszámát az Intel nem adta meg, ahogy a kiterjedését sem, de utóbbi könnyen lemérhető, így ezt a hiányosságot pótolni tudjuk, és leírhatjuk, hogy egy 215,3 mm²-es lapkáról van szó. A rendszer mögötti egyedi koncepció hasonlít arra, amit a vállalat a Lakefield kódnevű lapkában vetett be, de az Alder Lake-S nem csak egy szem, nagyobb tempóra képes magot használ. Összesen 16 magra lehet számítani, amelyből nyolc Golden Cove, nyolc pedig továbbfejlesztett Gracemont dizájnra épül. Az Intel az utóbbi magokat E-Core-nak, vagy E-magnak (Efficient-Core), az előbbieket pedig P-Core-nak, azaz P-magnak (Performance-Core) nevezi.

Mindez nagyon érdekesnek tűnik az asztali piacon, mivel ilyen kompromisszumokat korábban csak mobil szinten kötöttek a gyártók, aminek volt is értelme az üzemidő tekintetében, de az asztali konfigurációknál az áramellátás állandó, vagyis nincs feltétlenül értelme beáldozni a teljesítményt a kedvezőbb fogyasztásért. Az Intel nem is ezt az üzenetet adta át a hibrid dizájn kapcsán, hanem azt ecsetelték, hogy két darab P-mag nagyjából annyi lapkaterületet foglal el, mint nyolc darab E-mag, utóbbiakkal viszont jóval nagyobb a teljesítmény. Nem a fogyasztást nézte tehát az Intel, hanem az egységnyi lapkaterületre építhető összesített tempót, ami a Pollack-szabály alapján reális tényező.

Probléma ott keletkezhet, hogy a lapkán kétféle mag található, amelyek képességei jelentősen eltérnek. Az E-magok előnyeként az alacsony fogyasztás említhető meg, de hátrányos a visszafogott egyszálú teljesítmény, miközben a P-magokra ennek az ellenkezője igaz. Nagyon fontos tehát, hogy egy adott folyamat a számára megfelelő magon fusson. Ezt kétféle módon lehet elérni. Az optimális az, ha maga az alkalmazás képes ezt közvetlenül kezelni, mert már eleve olyan magra tudja kiosztani az adott folyamatot, amire a program fejlesztői azt jónak tartják. Az tehát tiszta sor, hogy az Alder Lake-S esetében az a legjobb, ha egy alkalmazás közvetlenül fel van készítve rá, hogy kétféle maggal találkozik a lapkán belül, de ez nem mindig reális elvárás, például a már kiadott programok esetében biztos nincs erre optimalizálás. Itt jön képbe a Thread Director, amely egyfajta adatszolgáltató hardverként írható le.

Magát az ütemezést nyilván az operációs rendszer végzi, ebből a szempontból ajánlott is a Windows 11 használata, amelynek az ütemezőjét optimalizálták az Alder Lake-hez. Ez annyit jelent, hogy a Thread Director által biztosított adatokat képes értelmezni, és azokat figyelembe véve dönteni. Mindez elnagyoltan vázolva úgy zajlik, hogy a rendszer elemzi az adott szálak futását a magokon, és a begyűjtött adatok alapján visszajelzést ad az operációs rendszernek, hogy mely feladatokat hol kellene futtatni. Ez a működés transzparens, tehát külön optimalizációt nem igényel, de gyakorlati jellegű, azaz lehet, hogy bizonyos feladatok egy darabig a számukra nem optimális magokon futnak. Emiatt is sokkal jobb módszer szoftveres szinten optimalizálni arra, hogy mit futtassanak az eltérő teljesítményű magok, ugyanis ilyenkor a rendszer eleve tudni fogja, hogy melyik szálat milyen típusú magra kell kiosztani, vagyis nem a hardvernek kell valós időben megmondania az operációs rendszernek, hogy mi fut vagy futott rossz helyen.

(forrás: Intel) [+]

Magáról a Thread Directorról annyira részletesen nem beszélt az Intel, de annyit tudni róla, hogy osztályozza a folyamatokat a valós idejű működésük alapján, és ilyen szempontból négy osztályt különbözetet meg. Ebből a class 1 és class 2 nem valami izgalmas, mert ilyenkor egyértelműen a P-Core-t ajánlja a rendszer, ugyanis AVX vagy VNNI utasításkészletet használó programkódok kerülnek ilyen besorolás alá. A class 0 jelölésű munkamenetek tipikusan nagy számításigényűek, így ezeket nagyon ajánlott a P-magokon futtatni, míg a class 3 az a szint, amikor az E-Core megfontolandó, ilyenkor ugyanis az adott feladatot inkább az adatbuszok, mintsem a számítási teljesítmény limitálja. Természetesen a végső döntést az operációs rendszer ütemezője hozza meg, tehát a Windows 11 például akkor sem köteles egy E-magokon futó szálat a P-magokra rakni, ha a Thread Director alapján ez lenne az optimális. Ennek az oka az, hogy manuálisan is bele lehet avatkozni egy program processzoraffinitásába, ami felhasználói döntésről lévén szó felülírja az alapértelmezett működést.

Az Alder Lake-S egyébként képes működni olyan operációs rendszeren is, amelyik nem tudja értelmezni a Thread Directortól származó adatokat, de ebben az esetben az operációs rendszer ütemezője hibás döntéseket hozhat. Emiatt az Intel kiemelten ajánlja a Windows 11 telepítését az új hardverhez.

A cikk még nem ért véget, kérlek, lapozz!