Mateusz Brzostek | 8 stycznia 2018, 03:01

Intel prezentuje Kaby Lake G – procesory ze zintegrowanym wydajnym układem graficznym Radeon

Core ósmej generacji z GPU Radeon RX Vega M

Anatomia Kaby Lake G

Core i7 ósmej generacji z GPU Radeon RX Vega jest pod pewnymi względami bardzo podobny do konfiguracji ze „zwykłym” procesorem (który ma zintegrowany układ graficzny Intela) i osobną kartą graficzną Radeon, podłączoną przez łącze PCI Express i aktywowaną tylko w programach 3D. W Kaby Lake G układ graficzny Radeon również jest podłączony przez PCI-E (osiem linii, co pozostawia jeszcze osiem wolnych linii PCI-E 3.0 z procesora, na przykład do podłączenia nośników SSD).

PCI-E do GPU, EMIB zamiast przekładki

Kaby Lake G łączy kilka jąder krzemowych w jednej obudowie: produkowane przez Intela w procesie technologicznym klasy 14 nm jądro Kaby Lake (cztery rdzenie + GT2), produkowane w GlobalFoundries w innym procesie klasy 14 nm jądro z GPU Vega oraz jeden stos pamięci HBM2 (nie powiedziano, przez kogo wytwarzany). Połączenie pomiędzy jądrem zawierającym rdzenie x86 i układ graficzny Intela a jądrem GPU dostarczonym przez AMD jest poprowadzone ścieżkami w laminacie obudowy – tak samo jak na przykład połączenie między jądrami CPU i mostka południowego w procesorach mobilnych z serii U i Y Intela.

Z kolei połączenie między GPU a stosem pamięci HBM2 jest wykonane w sposób unikatowy dla Intela: dzięki zagrzebanemu w laminacie mostkowi krzemowemu (EMIB – Embedded Multi-Die Interconnect Bridge). To sposób na uniknięcie użycia dużego kawałka krzemu, na którym spoczywałyby GPU i stos pamięci – przekładki krzemowej. Zamiast tego dodatkowy kawałek krzemu, zawierający jedynie połączenia (i opcjonalnie pasywne komponenty), jest stosunkowo mały – zachodzi tylko na brzegi dwóch jąder, które ma łączyć. Jest całkowicie zagrzebany w laminacie obudowy, tak że oba jądra, które mają być połączone, montuje się na nim tak samo jak w tradycyjnych technikach.

EMIB ma większość zalet przekładki krzemowej. Ponieważ połączenia między dwoma jądrami są poprowadzone cienkimi metalowymi ścieżkami wykonanymi w procesie litograficznym, mogą być bardzo krótkie i bardzo gęsto położone. Jakość sygnałów jest znacznie lepsza niż w przypadku połączeń w laminacie, dzięki czemu interfejsy mogą być szybkie. Montaż aktywnych jąder na obudowie z EMIB jest łatwiejszy, za to wykonanie samej obudowy – znacznie trudniejsze. Intel opracował tę technikę już ponad rok temu i użył jej do tej pory m.in. w prototypowych układach złożonych z FPGA i pamięci HBM2, które zostały udostępnione nielicznym partnerom firmy jako próbki inżynieryjne. Kaby Lake G będzie pierwszym powszechnie dostępnym układem scalonym wykorzystującym tę technikę integracji.

Zarządzanie energią i ciepłem

Pod innymi względami Kaby Lake G jest lepszym rozwiązaniem od typowego procesora z podłączoną osobną kartą graficzną w konfiguracji switchable graphics.

Procesor, oba układy graficzne i pamięć znajdują się w jednej obudowie bardzo blisko siebie i korzystają ze wspólnego układu chłodzenia. Mają wspólny budżet energetyczny i wspólny limit wydzielania ciepła, który może być dynamicznie współdzielony między wszystkimi częściami tego układu. Kiedy potrzebna jest najwyższa wydajność układu graficznego Radeon, a procesor nie jest maksymalnie wykorzystywany, można zwiększyć budżet energetyczny przydzielony układowi graficznemu i pamięci HBM2. Zarządzaniem energią i taktowaniem zajmuje się ten sam mechanizm, którego używają procesory Intela bez osobnych układów graficznych. Dzięki specjalnemu sterownikowi może on regulować limit mocy układu graficznego Radeon. Jak podaje Intel, producenci komputerów mogą w pewnym stopniu sterować tym mechanizmem: mogą określić, jaka maksymalnie część budżetu energetycznego może zostać przydzielona GPU lub CPU.

Oszczędność miejsca i chłodzenia

Zintegrowanie CPU, GPU i jego pamięci w jednej obudowie daje ogromną oszczędność miejsca. Układ Kaby Lake G zajmuje mniejszą powierzchnię niż procesor, pamięć GDDR5 i osobne GPU, jakikolwiek moduł MCM, a nawet GPU AMD do zastosowań wbudowanych, które mają pamięć GDDR5 zintegrowaną w obudowie z GPU.

To pozwala również skonstruować prostszy układ chłodzenia, bo wszystkie grzejące się komponenty są w jednym miejscu. Zamiast dwóch układów chłodzenia, z których każdy musiałby poradzić sobie z najgorszym możliwym przypadkiem, wystarczy jeden, dla którego najbardziej wymagające warunki są jasno określone: to TDP całego układu Kaby Lake G.