Процессоры для ноутбуков с ИИ: особенности Intel Meteor Lake

Особенности мобильных процессоров нового поколения

Искусственный интеллект в 2023 году стал одной из самых обсуждаемых тем в технологическом сообществе. Видя огромные перспективы в развитии AI, компании устремились разрабатывать продукты с оглядкой на возможности ИИ.

AMD в прошлом году представила пять мобильных процессоров серии Ryzen 7000 (Phoenix) и восемь чипов Ryzen 8000 (Hawk Point). Чтобы не уступать своему главному конкуренту, Intel ответила линейкой Meteor Lake.

В новых ноутбучных процессорах AMD и Intel используются ускорители ИИ — блоки NPU (Neural Processing Unit). Это специальные чипы, разработанные на базе программируемых логических интегральных микросхем, называемых FPGA (программируемые вентильные матрицы).

FPGA могут выполнять ограниченный набор задач (например, вычисления), но делают это с невероятной эффективностью. Поэтому они стали самым производительным решением для работы с моделями ИИ.

Архитектура Intel Meteor Lake

Как заявляют в Intel, во всех процессорах Meteor Lake установлены одинаковые NPU-движки. Но это не значит, что все чипы с одной скоростью выполняют задачи, где задействуется искусственный интеллект.

Дело в том, что NPU в Meteor Lake может обращаться к iGPU (встроенному графическому ядру) для ускорения ИИ. А так как iGPU в процессорах Meteor Lake отличаются по типу и по количеству ядер, то и время выполнения задач будет зависеть от характеристик конкретной модели.

Сам NPU-блок в процессорах Meteor Lake включает в себя несколько элементов, среди которых главные — это две вычислительные единицы Neural Compute Engine (NCU). Массивы логических компонентов (MAC) в NCU непосредственно работают с данными и аппаратно ускоряют вывод.

NPU-блок — это часть более масштабной структуры под названием SoC (System on a Chip). Он является одной из четырех «плиток» (Tile), составляющих кристалл любого процессора Meteor Lake. Остальные — это Graphics Tile, IO Tile и Compute Tile.

SoC включает NPU, контроллеры памяти и DDR, медиа-ускоритель, контроллеры Wi-Fi и Bluetooth, контроллер вывода на дисплей и два ядра Low Power Island. Ядра Island выполняют задачи с максимальной эффективностью энергопотребления и нужны для того, чтобы на них «висели» небольшие фоновые процессы.

Основная «процессорная» часть находится в Compute Tile. Производительные P-ядра Meteor Lake используют архитектуру Redwood Cove. В процессорах Meteor Lake может быть максимум шесть P-ядер. Энергоэффективных E-ядер (архитектура Crestmont) может быть максимум восемь — по четыре ядра в двух блоках. Таким образом, общее количество ядер в максимальной конфигурации достигает 16.

Graphics Tile — это блок, отвечающий за работу с 3D-графикой. iGPU в Meteor Lake построен на высокопроизводительной графической архитектуре ARC (Xe-LPG) с 8 ядрами Xe в максимальной конфигурации. Это положительно сказывается на производительности. Также новый iGPU «научился» работать с кодеками высокой четкости AV1, HEVC, AV, VP9 и декодировать видео 8K/60 fps.

Словом, ноутбуки с процессором Meteor Lake даже без дискретной видеокарты можно использовать как для серьезных игр, так и для обработки и рендеринга видео.

IO Tile отвечает за работу интерфейсов Thunderbolt, USB (включая USB4) и PCIe для подключения комплектующих ноутбуков. Intel вывела IO Tile отдельно для того, чтобы была возможность изменять ее размер и, следовательно, количество доступных интерфейсов. Так компания дифференцирует модельный ряд: флагманские процессоры получают больше возможностей подключения.

Отличия от процессоров предыдущего поколения

Во всех предыдущих поколениях мобильных процессоров Intel старалась как можно сильнее увеличить производительность: росли количество и частота ядер. В случае с Meteor Lake компания поменяла стратегию. Теперь во главу угла поставлена максимальная энергоэффективность, которой удалось добиться путем уменьшения техпроцесса.

Интересно, что для производства Compute Tile компания использует собственный техпроцесс Intel 4 (аналог TSMC N5), а Graphics Tile отдали на аутсорсинг разработчикам из TSMC. Только за счет снижения техпроцесса Intel обещает рост энергоэффективности на 20%.

Кстати, изменилась в Meteor Lake и технология упаковки. Если раньше чип был монолитным и просто крепился к подложке, то с плитками так не получится, ведь они должны передавать данные друг другу на высокой скорости. Поэтому Intel придумала упаковку Foveros. Ее главная особенность в том, что между подложкой из стекловолокна и кристаллом процессора есть так называемая «базовая плитка» из тончайшего материала с пропускной способностью в 160 ГБ/с на мм.

Новая система наименований

С появлением Meteor Lake компания Intel изменила систему обозначений своих продуктов. Самое заметное — у них пропала литера «i». Теперь названия процессоров будут начинаться со слов «Core» либо «Core Ultra» (топовые модели для энтузиастов). «Уровень» продукта (3,5,7,9) сохранился. Далее идет поколение и номер модели. Осталось и обозначение модификаций: «H» — процессоры с продвинутым графическим ядром, «U» — модели с низким энергопотреблением.

Для наглядности возьмем Core Ultra 7 165H. Core Ultra указывает на бренд, цифра 7 показывает «уровень» процессора, единица означает, что чип относится к первому поколению, 65 — это номер модели, а литера «H» указывает на то, что чип оборудован топовым графическим ядром ARC.

Список мобильных процессоров Meteor Lake

В декабре Intel анонсировала восемь процессоров Meteor Lake.

H-серия (TDP до 64,115 Вт):

• Core Ultra 7 165H — 6 P-ядер (5,0 ГГц), 8 E-ядер (3,8 ГГц), 24 МБ кэша, графика ARC с 8 Xe-блоками и частотой 2,3 ГГц;
• Core Ultra 7 155H — 6 P-ядер (4,8 ГГц), 8 E-ядер (3,8 ГГц), 24 МБ кэша, графика ARC с 8 Xe-блоками и частотой 2,25 ГГц;
• Core Ultra 5 135H — 4 P-ядра (4,6 ГГц), 8 E-ядер (3,6 ГГц), 18 МБ кэша, графика ARC с 7 Xe-блоками и частотой 2,2 ГГц;
• Core Ultra 5 125H — 4 P-ядра (4,5 ГГц), 8 E-ядер (3,6 ГГц), 18 МБ кэша, графика ARC с 7 Xe-блоками и частотой 2,2 ГГц.

U-серия (TDP до 57 Вт):

• Core Ultra 7 165U — 2 P-ядра (4,9 ГГц), 8 E-ядер (3,8 ГГц), 12 МБ кэша, графика Xe-LP с 4 Xe-блоками и частотой 2 ГГц;
• Core Ultra 7 155U — 2 P-ядра (4,8 ГГц), 8 E-ядер (3,8 ГГц), 12 МБ кэша, графика Xe-LP с 4 Xe-блоками и частотой 1,95 ГГц;
• Core Ultra 5 135U — 2 P-ядра (4,4 ГГц), 8 E-ядер (3,6 ГГц), 12 МБ кэша, графика Xe-LP с 4 Xe-блоками и частотой 1,9 ГГц;
• Core Ultra 5 125U — 2 P-ядра (4,3 ГГц), 8 E-ядер (3,6 ГГц), 12 МБ кэша, графика Xe-LP с 4 Xe-блоками и частотой 1,85 ГГц.

В 2024 году Intel планирует дополнить линейку моделями Core Ultra 9 185H, Core Ultra 7 164U и Core Ultra 5 134U. У первого уровень TDP расширен аж до 115 Вт. А у Core Ultra 7 164U и Core Ultra 5 134U, напротив, энергопотребление ограничено до 30 Вт.

Какая производительность у ноутбуков с Meteor Lake

Такие бренды, как ASUS, Acer, Samsung, Lenovo и MSI, уже начали выпускать ноутбуки с процессорами Meteor Lake. По производительности эти чипы обходят поколение Raptor Lake по всем параметрам.

Например, Core Ultra 7 155H в тестах по многопоточной производительности в Cinebench R23 был на 12% лучше своего предшественника Core i7−13700H. Игру Shadows of the Tomb Raider новинка «тянет» в разрешении Full HD на высоких настройках графики с кадровой частотой около 40 fps. Результаты почти вдвое лучше, чем у i7. Кроме того, чип Meteor Lake опередил Ryzen 7 7840HS с его продвинутым iGPU Radeon 780M.

Словом, ноутбуки с Meteor Lake — это не столько машины для работы с ИИ (сейчас не так много софта использует именно железо для ускорения), сколько просто легкие, автономные и при этом производительные лэптопы с приличными возможностями для гейминга. Вот только за все эти технологии придется немало заплатить.